Vor fast 20 Jahren beobachteten Astronomen eine riesige Wolke aus feinen Staubpartikeln um einen jungen Stern, der nur 63 Lichtjahre von der Erde entfernt war. In jüngsten Beobachtungen des Webb-Weltraumteleskopwar die Staubwolke jedoch auf mysteriöse Weise verschwunden. Nun legt ein neues Papier nahe, dass die Staubwolke durch ein gewaltiges Ereignis verursacht worden sein könnte, bei dem große Himmelskörper pulverisiert und ihre Überreste über die Erde verteilt wurden. Sternsystem Beta Pictoris.
Mithilfe neuer Daten von Webb entdeckte eine Gruppe von Wissenschaftlern signifikante Veränderungen in den Energiesignaturen der Staubkörner um Beta Pictoris, wobei Partikel vollständig verschwunden waren. Durch den Vergleich der Webb-Daten mit älteren Beobachtungen des Spitzer-Weltraumteleskop In den Jahren 2004 und 2005 vermuten die Wissenschaftler, dass vor etwa 20 Jahren eine verheerende Kollision zwischen großen Asteroiden stattfand, bei der die Himmelskörper in feine Staubpartikel zerbrachen, die kleiner als Puderzucker sind. Der Staub kühlte wahrscheinlich ab, als er sich vom Stern entfernte, weshalb er nicht mehr die gleichen thermischen Eigenschaften aussendet, die zuerst von Spitzer beobachtet wurden. Die neuen Erkenntnisse wurden am Montag während der Jahrestagung 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 2004 mit dem Spitzer-Weltraumteleskop. Das junge Sternsystem beherbergt die erste Trümmerscheibe, die jemals um einen anderen Stern abgebildet wurde, und ist bemerkenswert, weil sie nah und hell ist.
Als Chen 12 Stunden mit Webb Beobachtungen machen durfte, wollte sie zurückgehen und sich dasselbe Sternsystem, Beta Pictoris, ansehen, das sie all die Jahre lang fasziniert hatte. Dieses Mal kam ihr das Sternsystem jedoch nicht so bekannt vor. „Ich dachte nur: ‚Oh mein Gott, die Strukturen sind weg‘“, sagte Chen gegenüber Gizmodo. „Ist das real? Und wenn ja, was ist dann passiert?“
Bei den Webb-Beobachtungen konzentrierten sich Chen, die Leiterin der neuen Studie, und ihr Team auf die von kristallinen Silikaten – Mineralien, die häufig in der Umgebung junger Sterne zu finden sind – abgegebene Wärme und fanden keine Spuren der Partikel, die zuvor in den Jahren 2004 und 2005 beobachtet worden waren.
„Wenn Astronomen in den Himmel schauen und etwas sehen, gehen wir immer davon aus, dass alles im Gleichgewicht ist und sich nicht ändert“, sagte Chen. „Wir glauben das, weil der genaue Moment, den wir beobachten, im Vergleich zum Alter dieser Objekte sehr kurz ist. Daher glauben wir, dass die Chancen, etwas Interessantes zu sehen, sehr gering sind.“
Das war bei Beta Pictoris offenbar nicht der Fall, einem Sternsystem, das vermutlich zwischen 20 und 26 Millionen Jahre alt ist. Das ist relativ jung im Vergleich zu unserem eigenen Sonnensystem, das etwa 4,6 Milliarden Jahre alt ist. In ihren frühen Jahren sind Sternsysteme unberechenbarer, da sich durch Kollisionen riesiger Asteroiden noch terrestrische Planeten bilden.
Daher waren die in Beta Pictoris beobachteten Veränderungen ziemlich signifikant. Die Staubwolke war den Astronomen zufolge 100.000 Mal größer als der Asteroid, der die Dinosaurier tötete. Dies deutet darauf hin, dass an der Kollision, die möglicherweise zur Entstehung dieser massiven Wolke geführt hat, wahrscheinlich ein Asteroid der Größe von Vestader zweitgrößte Körper im Hauptasteroidengürtel, der sich über einen Durchmesser von 530 Kilometern erstreckt.
Der Staub wurde dann durch die Strahlung des Sterns nach außen gestreut, und der Staub in der Nähe des Sterns erhitzte sich und gab Wärmestrahlung ab, die von Spitzers Instrumenten identifiziert wurde. 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 etwa gleich alt war“, sagte Chen. „Wir können uns alte terrestrische Oberflächen von Mond, Mars und Merkur ansehen und sie alle weisen Krater auf, was uns sagt, dass Einschläge viel häufiger waren, als unser Sonnensystem jung war.“
Durch die jüngsten Beobachtungen von Beta Pictoris können Wissenschaftler herausfinden, ob der Entstehungsprozess unseres Sonnensystems im gesamten Universum selten oder häufiger vorkommt und wie sich diese frühen Kollisionen auf die Bewohnbarkeit eines bestimmten Sternsystems auswirken.
„Wenn diese gewaltige Kollision stattfindet und sich eine Staubwolke vom Stern nach außen ausbreitet“, sagte Chen. „Man könnte sich vorstellen, dass die Staubwolke auf ihrem Weg zum Planetensystem möglicherweise auch auf die Planeten traf und Staub auf deren Atmosphäre herabregnen ließ.“
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