Künstlerische Vorstellung einer möglichen Kollision um BD +20 307. Bildnachweis: Gemini Observatory / Jon Lomberg. klicken um zu vergrößern
Ein relativ junger Stern, der etwa 300 Lichtjahre entfernt liegt, verbessert unser Verständnis der Bildung erdähnlicher Planeten erheblich.
Der Stern, der unter dem bescheidenen Namen BD +20 307 bekannt ist, ist von der staubigsten Umgebung umgeben, die jemals so nahe an einem sonnenähnlichen Stern gesehen wurde, lange nach seiner Entstehung. Es wird angenommen, dass der warme Staub von jüngsten Kollisionen von Felskörpern in Entfernungen vom Stern stammt, die mit denen der Erde von der Sonne vergleichbar sind. Die Ergebnisse basierten auf Beobachtungen, die bei Gemini und W.M. Keck Observatories und wurden in der 21. Juli-Ausgabe des britischen Wissenschaftsjournals Nature veröffentlicht.
Dieser Befund stützt die Idee, dass vergleichbare Kollisionen von Felskörpern früh in der Entstehung unseres Sonnensystems vor etwa 4,5 Milliarden Jahren auftraten. Darüber hinaus könnte diese Arbeit zu weiteren Entdeckungen dieser Art führen, die darauf hindeuten würden, dass die felsigen Planeten und Monde unseres inneren Sonnensystems nicht so selten sind, wie einige Astronomen vermuten.
?Wir hatten Glück. Diese Beobachtungen sind wie das Finden der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen? sagte Inseok Song, der Astronom des Gemini Observatory, der das in den USA ansässige Forschungsteam leitete. Der Staub, den wir entdeckt haben, ist genau das, was wir von Kollisionen von felsigen Asteroiden oder sogar von Objekten in Planetengröße erwarten würden, und diesen Staub so nahe an einem Stern wie unserer Sonne zu finden, erhöht die Bedeutung erheblich. Ich kann jedoch nicht anders, als zu glauben, dass Astronomen jetzt durchschnittlichere Sterne finden, bei denen solche Kollisionen aufgetreten sind. "
Seit Jahren untersuchen Astronomen geduldig Hunderttausende von Sternen in der Hoffnung, einen mit einer Infrarot-Staub-Signatur (die Eigenschaften des vom Staub absorbierten, erwärmten und wieder emittierten Sternenlichts) zu finden, der so stark ist wie dieser von Erde zu Sonne Entfernungen vom Stern. „Die Menge an warmem Staub in der Nähe von BD + 20 307 ist so beispiellos, dass ich mich nicht wundern würde, wenn es das Ergebnis einer massiven Kollision zwischen Objekten in Planetengröße wäre, zum Beispiel einer Kollision, wie sie viele Wissenschaftler für den Mond der Erde halten ", Sagte Benjamin Zuckerman, UCLA-Professor für Physik und Astronomie, Mitglied des Astrobiology Institute der NASA und Mitautor des Papiers. Zum Forschungsteam gehörten auch Eric Becklin von der UCLA und Alycia Weinberger, früher an der UCLA und jetzt an der Carnegie Institution.
BD +20 307 ist etwas massereicher als unsere Sonne und liegt im Sternbild Widder. Die große Staubscheibe, die den Stern umgibt, ist bekannt, seit Astronomen 1983 mit dem Infrarot-Astronomischen Satelliten (IRAS) einen Überschuss an Infrarotstrahlung festgestellt haben. Die Beobachtungen von Gemini und Keck liefern eine starke Korrelation zwischen den beobachteten Emissionen und Staubpartikeln der Größe und Temperaturen, die durch die Kollision von zwei oder mehr felsigen Körpern in der Nähe eines Sterns erwartet werden.
Da der Stern schätzungsweise 300 Millionen Jahre alt ist, müssen sich bereits große Planeten gebildet haben, die BD +20 307 umkreisen könnten. Die Dynamik von felsigen Überresten aus dem Planetenformationsprozess könnte jedoch von den Planeten im System bestimmt werden, wie es Jupiter in unserem frühen Sonnensystem getan hat. Die Kollisionen, die für den beobachteten Staub verantwortlich sind, müssen zwischen Körpern stattgefunden haben, die mindestens so groß sind wie die größten Asteroiden, die heute in unserem Sonnensystem vorhanden sind (etwa 300 Kilometer Durchmesser). "Unabhängig von der massiven Kollision ist es gelungen, viel Gestein vollständig zu pulverisieren", sagte Teammitglied Alycia Weinberger.
Angesichts der Eigenschaften dieses Staubes schätzt das Team, dass die Kollisionen nicht vor mehr als 1.000 Jahren hätten auftreten können. Eine längere Geschichte würde dem Feinstaub (etwa so groß wie Zigarettenrauchpartikel) genügend Zeit geben, um in den Zentralstern gezogen zu werden.
Es wird angenommen, dass die staubige Umgebung um BD +20 307 ziemlich ähnlich ist, aber viel schwächer als das, was von der Bildung unseres Sonnensystems übrig bleibt. "Was so erstaunlich ist, ist, dass die Staubmenge um diesen Stern ungefähr eine Million Mal größer ist als die Staubmenge um die Sonne", sagte Eric Becklin, Mitglied des UCLA-Teams. In unserem Sonnensystem streut der verbleibende Staub das Sonnenlicht, um ein extrem schwaches Leuchten zu erzeugen, das als Tierkreislicht bezeichnet wird (siehe Bild oben). Es kann unter idealen Bedingungen einige Stunden nach dem Abend oder vor der Morgendämmerung mit bloßem Auge gesehen werden.
Die Beobachtungen des Teams wurden mit Michelle, einem vom britischen Astronomy Technology Centre gebauten Mittelinfrarot-Spektrographen / Imager, am Frederick C. Gillette Gemini-Nordteleskop und dem Long Wavelength Spectrograph (LWS) des W.M. Keck-Observatorium zu Keck I.
Originalquelle: Pressemitteilung des Gemini Observatory
