Vor fast 20 Jahren beobachteten Astronomen eine riesige Wolke aus feinen Staubpartikeln um einen jungen Stern, der nur 63 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. In jüngsten Beobachtungen des Webb-Weltraumteleskop, jedoch war die Staubwolke auf mysteriöse Wegnahme verschwunden. Nun legt ein neues Papier vor, dass die Staubwolke durch ein gewaltiges Ereignis verursacht wurde, bei dem große Himmelskörper pulverisiert und ihre Überreste über den Raum verstreut wurden. Beta Pictoris -Sternensystem.
Mithilfe neuer Daten von Webb entdeckte eine Gruppe von Wissenschaftlern signifikante Änderungen in den Energiesignaturen der Staubkörner rund um Beta Pictoris, darunter auch Partikel, die zuvor vollständig verschwunden waren. Durch den Vergleich der Webb-Daten mit älteren Beobachtungen des Spitzer-Weltraumteleskop Die Wissenschaftler vermuten , dass es vor etwa 20 Jahren zu einer kataklysmischen Kollision zwischen großen Asteroiden kam, die die Himmelskörper in feine Staubpartikel zerlegte, die kleiner als Puderzucker sind. Der Staub kühlte wahrscheinlich ab, als er sich vom Stern entfernte, weshalb er nicht mehr die gleichen thermischen Merkmale aussendet, die Spitzer zuerst beobachtet hat. Die neuen Erkenntnisse wurden am Montag während der Jahresversammlung der American Astronomical Society in Madison, Wisconsin vorgestellt.
Christine Chen, Astronomin am Space Telescope Science Institute und der Johns Hopkins University, beobachtete Beta Pictoris erstmals im Jahr 2004 mit dem Spitzer-Weltraumteleskop. Das junge Sternsystem beherbergt die erste Trümmerscheibe, die jemals um einen anderen Stern abgebildet wurde, und zeichnet sich durch seine Nähe und Helligkeit aus.
Als Chen 12 Stunden Zeit für Beobachtungen mit Webb hatte, wollte sie noch einmal dorthin zurückkehren und sich dasselbe Sternensystem, Beta Pictoris, ansehen, das sie all die Jahre lang fasziniert hatte. Diesmal kam ihr das Sternensystem jedoch gar nicht so bekannt vor. „Ich dachte nur: ‚Oh mein Gott, die Merkmale sind weg‘“, erzählte Chen Gizmodo. „Ist das real? Und wenn ja, was ist dann passiert?“
Bei den Webb-Beobachtungen konzentrierten sich Chen, die die neue Studie leitete, und ihr Team auf die von kristallinen Silikaten – Mineralien, die häufig in der Umgebung junger Sterne vorkommen – abgegebene Wärme und fanden keine Spuren der Partikel, die zuvor in den Jahren 2004 und 2005 beobachtet wurden.
„Wenn Astronomen in den Himmel schauen und etwas sehen, gehen wir immer davon aus, dass sich alles im Gleichgewichtszustand befindet und sich nicht verändert“, sagte Chen. „Wir glauben das, weil der konkrete Augenblick, den wir gerade betrachten, im Vergleich zum Alter dieser Objekte sehr kurz ist. Daher glauben wir, dass die Wahrscheinlichkeit, dass wir etwas Interessantes sehen, sehr gering ist.“
Dies war offenbar bei Beta Pictoris nicht der Fall, einem Sternensystem, das schätzungsweise 20 bis 26 Millionen Jahre alt ist. Im Vergleich zu unserem eigenen Sonnensystem, das etwa 4,6 Milliarden Jahre alt ist, ist das relativ jung. In ihren frühen Jahren sind Sternensysteme unberechenbarer, da sich durch die Kollision riesiger Asteroiden noch immer terrestrische Planeten bilden.
Daher waren die in Beta Pictoris beobachteten Veränderungen ziemlich signifikant. Den Astronomen zufolge war die Staubwolke 100.000 Mal größer als der Asteroid, der die Dinosaurier tötete. Dies deutet darauf hin, dass an der Kollision, die zur Entstehung dieser massiven Wolke geführt haben könnte, wahrscheinlich ein Asteroid von der Größe eines Vesta, der zweitgrößte Körper im Hauptasteroidengürtel, der sich über einen Durchmesser von 530 Kilometern erstreckt.
Der Staub wurde dann durch die Strahlung des Sterns nach außen zerstreut, und der Staub in der Nähe des Sterns erhitzte sich und emittierte Wärmestrahlung, die von Spitzers Instrumenten nachgewiesen werden konnte. Webbs neue Beobachtungen zeigten, dass der Staub verschwunden war und nicht ersetzt worden war, was auf eine heftige Kollision hindeutete.
„Wir glauben, dass große Kollisionen wie diese in unserem Sonnensystem stattgefunden haben müssen, als es im Rahmen des Entstehungsprozesses terrestrischer Planeten ein ähnliches Alter hatte“, sagte Chen. „Wir können uns alte terrestrische Oberflächen von Mond, Mars und Merkur ansehen und sie alle weisen Krater auf, was uns zeigt, dass Einschläge viel häufiger vorkamen, als unser Sonnensystem noch jung war.“
Durch die jüngsten Beobachtungen von Beta Pictoris können Wissenschaftler untersuchen, ob der Entstehungsprozess, der unser Sonnensystem geformt hat, im gesamten Universum selten oder häufiger vorkommt und wie sich diese frühen Kollisionen auf die Bewohnbarkeit eines bestimmten Sternensystems auswirken.
„Wenn diese riesige Kollision stattfindet und eine Staubwolke entsteht, die sich vom Stern nach außen ausbreitet“, sagt Chen, „dann könnte man sich vorstellen, dass diese Staubwolke auf ihrer Reise zum Planetensystem auch auf die Planeten getroffen ist und Staub auf deren Planetenatmosphäre herabregnen könnte.“
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