Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zwei Kometenfamilien um nahegelegenen Stern entdeckt

23.10.2014

Bislang größte Zählung von Exokometen um Beta Pictoris

Ein französisches Astronomenteam hat mit dem HARPS-Instrument am La Silla-Observatorium der ESO in Chile die bislang umfangreichste Zählung von Kometen um einen Stern durchgeführt und dabei fast 500 einzelne Kometen untersucht, die den Stern Beta Pictoris umkreisen. Es stellte sich heraus, dass sie zwei unterschiedlichen Familien von Exokometen angehören: alten Exokometen, die den Stern viele Male nahe passiert haben, und jüngere Exokometen, die vermutlich vom kürzlichen Zerfall eines oder mehrere größerer Objekte stammen. Die neuen Forschungsergebnisse werden am 23. Oktober 2014 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.


Künstlerische Darstellung der Exokometen um Beta Pictoris.

Illustration: ESO/L. Calçada

Beta Pictoris ist ein junger Stern, der sich ungefähr 63 Lichtjahre von der Sonne entfernt befindet. Er ist nur 20 Millionen Jahre alt und von einer riesigen Materiescheibe umgeben – ein sehr aktives, junges Planetensystem, in dem Gas und Staub durch Verdampfen von Kometen und Kollisionen von Asteroiden entstehen.

Flavien Kiefer (IAP/CNRS/UPMC), der Erstautor der neuen Studie, beschreibt die Situation folgendermaßen: „Beta Pictoris ist ein sehr spannendes Beobachtungsziel! Die genaue Beobachtung seiner Exokometen gibt uns Hinweise darauf, welche Prozesse in dieser Art von jungen Planetensystemen auftreten.”

Fast 30 Jahre lang haben Astronomen feine Änderungen im Licht von Beta Pictoris gesehen, von denen sie glaubten, dass sie durch Vorbeiflüge von Kometen vor dem Stern verursacht wurden. Kometen sind kleine Objekte mit einer Größe von einigen Kilometern, enthalten aber große Mengen gefrorenen Materials, das verdampft wenn sie sich ihrem Stern nähern. Die dadurch entstehenden riesigen Schweife aus Gas und Staub können einen Teil des Sternlichts absorbieren, das dann von der Erde aus gesehen durch sie hindurchscheint. Das schwache Leuchten der Exokometen selber wird vom gleißend hellen Licht des Sterns überstrahlt, weshalb sie von der Erde aus nicht direkt beobachtet werden können.

Um die Exokometen von Beta Pictoris zu studieren, hat das Astronomenteam um Kiefer mehr als 1000 Beobachtungen analysiert, die zwischen 2003 und 2011 mit dem HARPS-Instrument am 3,6-Meter-Teleskop der ESO am La Silla-Observatorium durchgeführt wurden.

Die Forscher trafen dann eine Auswahl, die 493 verschiedene Exokometen enthielt. Einige davon wurden mehrere Male und einige Stunden lang beobachtet. Eine gründliche Auswertung der Daten lieferte eine Messung der Geschwindigkeit und der Größe der Gaswolken, die sie umgeben. Einige Eigenschaften der Umlaufbahnen jeder dieser Exokometen, wie die Form und die Orientierung der Umlaufbahn oder die Entfernung zu ihrem Stern, konnten ebenfalls abgeleitet werden.

Noch nie zuvor wurden mehrere hundert Exokometen in einem einzigen Exoplanetensystem untersucht. Es stellte sich heraus, dass es um Beta Pictoris zwei unterschiedlichen Familien von Exokometen gibt: eine Gruppe von alten Exokometen, deren Umlaufbahnen von einem massereichen Planeten [1] bestimmt werden, und eine weitere Gruppe, die sich vermutlich durch den kürzlichen Zerfall eines oder mehrere größerer Objekte gebildet hat. Auch in unserem Sonnensystem gibt es unterschiedliche Kometenfamilien.

Die Exokometen der ersten Familie besitzen eine große Vielfalt an Umlaufbahnen und zeigen eher schwache Aktivität mit niedrigen Produktionsraten von Gas und Staub. Dies deutet darauf hin, dass diese Kometen ihre Vorräte an gefrorenem Material durch ihre mehrmaligen nahen Vorbeiflüge an Beta Pictoris [2] bereits verbraucht haben.

Die Exokometen der zweiten Familie sind viel aktiver und befinden sich außerdem auf nahezu identischen Umlaufbahnen [3], was darauf hinweist, dass die Mitglieder dieser Familie alle denselben Ursprung haben. Vermutlich entstanden sie durch den Zerfall eines größeren Objekts, dessen Fragmente sich auf einer Umlaufbahn befinden, die den Stern Beta Pictoris streift.

Flamin Kiefer fasst zusammen: „Wir haben zum ersten Mal überhaupt mit einer eine statistischen Untersuchung die physikalischen Prozesse und die Umlaufbahnen einer großen Zahl von Exokometen bestimmt. Diese Arbeit liefert einen bemerkenswerten Einblick in die Mechanismen, die in unserem Sonnensystem kurz nach seiner Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren am Werk waren.”

Endnoten

[1] Ein Gasplanet, Beta Pictoris b, der im Abstand von etwa einer Milliarde Kilometer von dem Stern entfernt ist, wurde vor einiger Zeit ebenfalls entdeckt und mit hochaufgelösten Aufnahmen mit Adaptiver Optik untersucht.

[2] Die Bahnparameter der Umlaufbahnen dieser Kometen (Exzentrizität und Ausrichtung) genau mit denen überein, die für Kometen vorhergesagt werden, die sich in Bahnresonanz mit einem massereichen Planeten stehen. Die Eigenschaften der Kometen der ersten Familie zeigen, dass der an dieser Resonanz beteiligte Planet ungefähr 700 Millionen Kilometer von seinem Stern entfernt sein muss - nahe der Entfernung, in der Beta Pictoris b entdeckt wurde.

[3] Damit sind sie den Kometen der Kreutz-Gruppe in unserem Sonnensystem oder den Fragmenten des Kometen Shoemaker-Levy 9, der im July 1994 auf dem Jupiter einschlug, sehr ähnlich.

Zusatzinformationen

Diese Forschungsergebnisse erscheinen am 23. Oktober 2014 in der Fachzeitschrift Nature unter dem Titel „Two families of exocomets in the Beta Pictoris system”.

Die beteiligten Wissenschaftler sind F. Kiefer (Institut d’astrophysique de Paris [IAP], CNRS, Université Pierre & Marie Curie-Paris 6, Paris, Frankreich), A. Lecavelier des Etangs (IAP), J. Boissier (Institut de radioastronomie millimétrique, Saint Martin d’Hères, Frankreich), A. Vidal-Madjar (IAP), H. Beust (Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble [IPAG], CNRS, Université Joseph Fourier-Grenoble 1, Grenoble, Frankreich), A.-M. Lagrange (IPAG), G. Hébrard (IAP) und R. Ferlet (IAP).

Die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 15 Mitgliedsländer: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO betreibt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist der europäische Partner bei den neuartigen Verbundteleskop ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO ein Großteleskop mit 39 Metern Durchmesser für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird: das European Extremely Large Telescope (E-ELT).

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Alain Lecavelier des Etangs
Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC
France
Tel: +33-1-44-32-80-77
Mobil: +33 6 21 75 12 03
E-Mail: lecaveli@iap.fr

Flavien Kiefer
Institut d'astrophysique de Paris (IAP)/CNRS/UPMC and School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University
France / Israel
Tel: +972-502-838-163
E-Mail: kiefer@iap.fr

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Weitere Informationen:

http://www.eso.org/public/germany/news/eso1432/
http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1432/eso1432a.pdf - Fachartikel in Nature
http://www.eso.org/public/images/archive/search/?adv=&subject_name=HARPS - Fotos von HARPS

Dr. Carolin Liefke | ESO-Media-Newsletter

Weitere Berichte zu: Astronomie CNRS ESO IAP Kometen Network Outreach Sonnensystem Staub Stern UPMC Umlaufbahnen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft
24.05.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten