Kohlenmomoxid aus katastrophaler Kometenkollision?

  • 10. March 2014

Rätselhafter Gasklumpen in der Trümmerscheibe um Beta Pictoris.

Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ALMA haben Astronomen unerwartet eine Wolke aus Kohlenmonoxid in der Staubscheibe des Sterns Beta Pictoris gefunden. Das ist überraschend, denn die Strahlung des Sterns sollte dieses Gas in kurzer Zeit zerstören. Irgendetwas – wahrscheinlich häufige Zusammenstöße zwischen kleinen eishaltigen Objekten wie Kometen – muss für die kontinuierliche Wiederauffüllung des Gases verantwortlich sein. Das System des nahegelegenen Sterns Beta Pictoris, der leicht mit dem bloßen Auge am Südhimmel zu sehen ist, gilt als Archetyp für junge Planetensysteme. Es beherbergt einen bekannten Planeten, der sich auf einer Umlaufbahn in 1,2 Milliarden Kilometern Entfernung vom Stern bewegt. Beta Pictoris war einer der ersten Sterne mit einer großen Scheibe aus Staubtrümmern, den man fand.

Modell zur Erklärung des Kohlenstoffmonoxids in der Scheibe von Beta Pictoris (Klick für Fenster mit großer Version; Bild: NASA, GSFC, F. Reddy)

Abb.: Modell zur Erklärung des Kohlenstoffmonoxids in der Scheibe von Beta Pictoris (Klick für Fenster mit großer Version; Bild: NASA, GSFC, F. Reddy)

Wie die neuen Beobachtungen mit ALMA  nun gezeigt haben, ist die Scheibe von Kohlenstoffmonoxid-Gas durchsetzt.  Paradoxerweise könnte die Anwesenheit von Kohlenstoffmonoxid, das für uns Menschen auf der Erde äußerst schädlich ist, ein Hinweis dafür sein, dass das Planetensystem Beta Pictoris irgendwann ein gutes Habitat für Leben sein könnte. Der Kometenbeschuss, den seine Planeten gerade durchleben, versorgt sie vermutlich mit dem Wasser, das Leben erst möglich macht.

Kohlenstoffmonoxid wird allerdings leicht und schnell von der Strahlung des Sterns gespalten – an der Stelle, an der es sich befindet, kann es nur etwa hundert Jahre lang existieren. Es in der zwölf Millionen Jahre alten Scheibe von Beta Pictoris zu finden, war daher für die Wissenschaftler völlig überraschend. Es stellt sich daher die Frage, wo es herkommt und warum es immer noch dort ist. Die häufigsten CO-Quellen für Kohlenstoffmonoxid in einem jungen Sonnensystem sind Zusammenstöße zwischen eishaltigen Objekten, die von Kometen bis hin zu größeren, planetenartigen Objekten reichen.

Die Zerstörungsrate muss jedoch sehr hoch sein: Um die beobachtete Menge an Kohlenstoffmonoxid zu erhalten, müsste die Kollisionsrate in der Tat erstaunlich hoch sein – eine große Kometenkollision alle fünf Minuten. Um diese Kollisionsrate zu aufrechtzuerhalten, müsste es ein sehr dichter, massereicher Kometenschwarm sein. Zudem ist das Gas in einem einzigen kompakten Klumpen konzentriert, 13 Milliarden Kilometer vom Stern entfernt, was etwa der dreifachen Entfernung zwischen dem Planeten Neptun und der Sonne entspricht. Den Autoren zufolge gäbe zwei Wege, auf denen sich so ein Klumpen bilden kann: Entweder werden die Kometenkollisionen durch die gravitative Anziehung eines noch nicht sichtbaren Planeten mit einer saturnähnlichen Masse auf eine kleine Region konzentriert oder das was wir sehen ist der Überrest einer einzigen katastrophalen Kollision zweier marsähnlicher Eisplaneten.

ESON / OD

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