In den Kreißsaal der Kometen geschaut

  • 06. June 2013

ALMA entdeckt eine Staubfalle, in der Schweifsterne entstehen können.

Ein Astronomenteam hat mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) eine Region um einen jungen Stern aufgenommen, in der Staubpartikel langsam anwachsen, indem sie zusammenklumpen. Damit ließ sich eine solche Staubfalle erstmals eindeutig beobachten und modellieren. Das bislang ungeklärte Rätsel, wie Staubteilchen in den Scheiben um junge Sterne zu größeren Objekten anwachsen, aus denen schließlich Kometen, Planeten und andere Körper aus Gestein entstehen, konnte damit nun gelöst werden.

Kometenfabrik

Abb.: Künstlerische Darstellung der von ALMA beobachteten Kometenfabrik. (Quelle: ESO, L. Calçada)

Computermodelle lassen vermuten, dass Staubkörner wachsen, wenn sie zusammenstoßen und aneinander kleben bleiben. Wenn jedoch größere Staubkörner bei hohen Geschwindigkeiten miteinander kollidieren, werden sie oft wieder in kleine Teile zerschlagen. Aber selbst wenn das nicht passiert, zeigen Modelle, dass sich die größeren Staubkörner aufgrund der Reibung zwischen Staub und Gas in der Scheibe, in der sie sich befinden, schnell zu deren Zentrum bewegen und schließlich auf ihren Mutterstern fallen würden. Der Staub braucht also eine Art sicheren Hafen, in die Teilchen wachsen können. Solche „Staubfallen” sind bislang aber noch nicht durch Beobachtungen belegt.

Nienke van der Marel von der Sternwarte in Leiden hat zusammen mit einem Team von Astronomen mit ALMA die Scheibe im Sternsystem Oph-IRS 48 untersucht. Sie fanden um den Stern einen Ring aus Gas mit einem Loch, dessen Ursache ein nicht sichtbarer Planet oder Begleitstern ist. „Wir waren von der Verteilung des Staubs auf dem Bild vollkommen überrascht”, erzählt van der Marel. „Anstatt des Rings, den wir erwartet hatten, sieht man die Form einer Cashewnuss!”

Bei dem Fund handelt es sich um eine Region, die der gesuchten Staubfalle entspricht. Dort werden größere Staubkörner gefangen und bleiben aneinander haften. „Es ist sehr wahrscheinlich, dass wir auf eine Art Kometenfabrik schauen, da die Bedingungen dort im Moment gerade so sind, dass Staubteilchen von Millimeter- zu Kometengröße heranwachsen können”, erklärt van der Marel.

Eine Staubfalle entsteht, wenn größere Staubteilchen in Gebiete höheren Drucks wandern. Computermodellen zufolge kann ein solches Hochdruckgebiet durch die Bewegung des Gases am Rand einer Lücke zustande kommen – ähnlich wie jenes, das die Astronomen in der Scheibe beobachteten. Das Team hat dazu den Band-9-Empfänger des damals noch im Aufbau befindlichen Arrays genutzt, entsprechend einem Wellenlängenbereich von etwa 0,4 bis 0,5 Millimetern.

ESO / AH

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