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Sternenstaub in weit entfernten Planetensystemen entdeckt

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Bei den Sternen TrES-2 im Sternbild Drache und XO-5 im Sternbild Luchs haben Astronomen von der Uni Jena Staubscheiben nachgewiesen. Foto: WISE Image Service

Die Suche nach extrasolaren Planeten – also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – hat Konjunktur. Aktuell sind gut 700 solcher Planeten bekannt, dank raffinierter Observationstechnik steigt diese Zahl kontinuierlich an.

Einem Team von Astronomen um Prof. Dr. Alexander Krivov von der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist nun eine Aufsehen erregende Entdeckung gelungen: Die Wissenschaftler vom Astrophysikalischen Institut konnten bei zwei Sternen sogenannte Trümmerscheiben nachweisen. Die Trümmerscheiben – englisch Debris discs – sind Überbleibsel der Planetenentstehung. „Es handelt sich dabei um gewaltige Ansammlungen von Materie-Brocken, die bei Zusammenstößen den Staub erzeugen“, sagt Alexander Krivov. Dieser Staub ist für die Astronomen von enormer Bedeutung, weil sich mit seiner Hilfe Rückschlüsse auf die Entstehung der Planeten ziehen lassen. In unserem Sonnensystem befinden sich sogar zwei Trümmerscheiben, der Asteroidengürtel sowie der Kuipergürtel, zu dessen Bestandteilen der Zwergplanet Pluto gehört.

Das Besondere der Jenaer Entdeckung ist die Tatsache, dass sich die Sterne mit den Trümmerscheiben in gewaltigen Entfernungen jenseits unseres Sonnensystems befinden. „Diese Sterne sind Hunderte von Lichtjahren von der Erde entfernt“, so Krivov. Konkret geht es um TrES-2 im Sternbild Drache und XO-5 im Sternbild Luchs. Planeten, die um diese Sterne kreisen, ließen sich nur mit Hilfe der Transit-Methode ausmachen. Das Prinzip klingt einfach: In regelmäßigen Intervallen wird der Nachthimmel fotografiert. Eine spezielle Software überprüft dann die Helligkeit der Sterne auf den Aufnahmen. Sind in regelmäßigen Abständen Helligkeitsunterschiede feststellbar, spricht das dafür, dass sich ein Planet zwischen den Stern und seine Beobachter geschoben hat.

Dem Sternenstaub kommen die Astronomen mittels photometrischer Analyse auf die Spur. Zunächst können damit die Eigenschaften des Sterns analysiert werden. Gibt es jedoch Unregelmäßigkeiten im nichtsichtbaren Infrarot-Bereich, weisen diese auf das Vorhandensein von Sternenstaub hin. Krivov: „Der Staub wird ja gleichfalls von dem Stern erwärmt und strahlt Wärme ab. Diese Strahlungskurve liegt über der des Sterns und ist für uns ein klares Indiz für das Vorhandensein von Sternenstaub.“

Für die Suche nach Trümmerscheiben in der Weite des Alls zieht Prof. Krivov einen eindrucksvollen Vergleich: Es ist, als würde man von Jena aus mit Hilfe eines Wärmedetektors eine Kugel Eis aufspüren, die auf minus 130 Grad Celsius abgekühlt wurde und sich in einer Entfernung von 5.000 Kilometern befindet.

Das Jenaer Wissenschaftlerteam um Alexander Krivov konzentrierte sich bei der Kandidatensuche auf etwa 100 bis dahin bekannte extrasolare Systeme mit Transit-Planeten. Als im April dieses Jahres die Beobachtungsergebnisse des US-amerikanischen Weltraumteleskops WISE veröffentlicht wurden, fanden sich 52 von diesen Systemen darunter. Bei zwei Systemen wurden die Jenaer Wissenschaftler fündig. Bereits am 1. Juni reichten Alexander Krivov, Martin Reidemeister, Simone Fiedler, Dr. Torsten Löhne und Prof. Dr. Ralph Neuhäuser ihr Paper beim Fachmagazin „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ zur Veröffentlichung in den „Letters“ ein. Inzwischen ist das Paper online veröffentlicht worden: „Debris disc candidates in systems with transiting planets“ (doi:10.1111/j.1745-3933.2011.01133.x).

Kontakt:
Prof. Dr. Alexander Krivov
Astrophysikalisches Institut und Universitätssternwarte der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Schillergässchen 2-3, 07745 Jena
Tel.: 03641 / 947530
E-Mail: krivov[at]astro.uni-jena.de

Stephan Laudien | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.uni-jena.de

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