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Exoplanet verändert Staubscheibe
23. Juni 2005. Dem Weltraumteleskop Hubble gelangen die bisher detailliertesten Aufnahmen eines schmalen Staubringes um den Stern Formalhaut (HD216956). Die Aufnahmen liefern neue Hinweise auf eines Planeten, der durch seine Gravitationskraft den Staubring beeinflusst.


Vergrößerung (107k) (Quelle: Hubble).

Die Aufnahmen zeigen eindeutig, dass das Zentrum des Staubrings gewaltige 15 Astronomische Einheiten von Formalhaut entfernt liegt. Die wahrscheinlichste Erklärung für die große Entfernung ist ein bisher nicht entdeckter Planet auf einer elliptischen Umlaufbahn, der die Ringe durch seine Anziehungskräfte verformt. Der geometrisch faszinierende Ring kann nicht von der Gravitation des Zentralgestirns allein in diese Form gebracht worden sein.

Der Abstand des Ringzentrums zum Stern wurde aus früheren Beobachtung mit längeren Wellenlängen abgeleitet und durch theoretische Modelle und physikalische Annahmen ergänzt. Nun haben die scharfen Hubble Bilder den Abstand direkt sichtbar gemacht.

Diese neuen Beobachtungen liefern starke Beweise für die Existenz von mindestens einem Objekt mit planetenähnlicher Masse. Eine größeres Objekt wie einen Braunen Zwerg hätte Hubble entdeckt. Der Ring ist dem Kuiper Gürtel unseres eigenen Sonnensystems ähnlich, einem riesigen Reservoir an eisigem Material, das auf die Zeit der Planetenbildung zurückgeht.

Die Beobachtungen liefern Einsichten in die Entstehungsgeschichte unseres eigenen Sonnensystems, als die Planeten ein munteres Billardspiel mit den von ihrer Entstehung übrig gebliebenen Trümmern veranstalteten. Eishaltiges Material, welches sich im äußeren Sonnensystem gebildet hatte, ist dabei wahrscheinlich mit den inneren Planeten zusammengestoßen und hat diese so bewässert. Andere Bruchstücke könnten nach außen gewandert sein um der Kuiper Gürtel und die Oort’sche Wolke, eine kugelförmige Wolke um das Sonnensystem, zu bilden.

Nur Hubble hat die nötige optische Auflösung um sichtbar zu machen, dass die innere Kante des Staubrings schärfer ist als die äußere, ein Zeichen, dass dort ein Objekt den Staub wegfegt wie ein Schneepflug. Ein weiteres klassisches Zeichen für den Einfluss eines Planeten ist die mit 25 Astronomischen Einheiten relativ geringe Breite des Rings. Ohne ein Objekt, das den Staubring zusammenhält, würde sich das Material viel weiter ausdehnen.

„Was wir in diesem Staubring sehen ähnelt dem, was Cassini in den Saturnringen gesehen hat,“ sagte Paul Kalas von der University of California. „Die Saturnmonde „hüten“ die Ringe und hindern sie daran, auseinander zu treiben.“

Der vermutete Planet hat seinen Orbit in beträchtlicher Entfernung von Formalhaut, an der Innenkante des Staubringes in einer Entfernung von 50 bis 70 Astronomischen Einheiten vom Stern. Der Ring selbst ist 133 Astronomische Einheiten von Formalhaut entfernt, weiter als Pluto von unserer Sonne. Die Hubble Beobachtungen haben den Planeten nicht direkt beobachtet, also können die Astronomen auch seine Masse nicht bestimmen. Sie werden stattdessen Computersimulationen der Dynamik der Ringe durchführen, um die Masse des Planeten zu schätzen.

Formalhaut ist seinem Alter von 200 Millionen Jahren verglichen mit den 4,5 Milliarden Jahren unserer Sonne noch sehr jung. Er befindet sich in einer Entfernung von 25 Lichtjahren im Sternbild Südlicher Fisch. Sein Staubring ist etwa zehn Mal älter als die Ringe um AU Microscopii und Beta Pictoris, wo Planeten noch in der Entstehungsphase sein könnten. Wenn unser Sonnensystem in irgendeiner Weise typisch ist, dann sollten sich innerhalb von einigen 10 Millionen Jahren Planeten um Formalhaut gebildet haben.

Die Hubble Aufnahmen liefern zusätzlich einen Blick auf die äußeren Regionen eines fremden Sonnensystems. Die meisten der mehr als 100 bisher entdeckten Exoplaneten befinden sich sehr nah bei ihren Sternen. Die Mehrzahl der Techniken ist besser für die Entdeckung von Planeten geeignet, die ihren Stern dicht umkreisen.

„“Die Größe des Staubrings um Formalhaut deutet an, dass nicht alle Planetensysteme auf die gleiche Art und Weise entstehen – die Architektur des Planetensystems kann sich von Stern zu Stern ganz erheblich unterscheiden,“ sagte Kalas. „Während Formalhauts Ring zwar dem Kuiper Gürtel ähnelt, ist der Durchmesser vier Mal größer als der des Kuiper Gürtels.

Ein Teil des Rings ist bisher noch nicht beobachtet worden, da er außerhalb des Sichtfeldes der Kamera lag. Die Astronomen werden die Beobachtungen diesen Sommer fortführen und den gesamten Ring abbilden. Die neuen Daten sollten klären, ob der Ring Lücken hat, die durch die Anziehungskraft von Planeten entstanden sein könnten.    

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Quelle: Hubble zur Startseite...



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