Donnerstag, 6. Dezember 2012

Führen fehlende Jupiter zu dichten, lebenspendenden Kometengürteln


Künstlerische Darstellung des bislang bekannten Planetensystems und Kometengürtels um den nahen Stern "Gliese 581" (Illu.) vor dem Hintergrund der Herschel-Aufnahme.
| Copyright: ESA/AOES
 

Cambridge (England) - Mit dem europäischen Weltraumteleskop "Herschel" haben Astronomen gewaltige Kometengürtel entdeckt, die zwei dem Sonnensystem vergleichsweise nahe Planetensysteme umgeben, in denen sich allerdings lediglich Planeten mit Massen finden, die zwischen jenen der Erde und des Neptuns liegen - es also keine großen Gasriesen wie etwa unseren Jupiter gibt. Die ausgedehnten Kometenreservoire, so die Forscher, könnten auf die inneren Planeten dieser Systeme gewaltige Mengen von Wasser und damit die Grundlage uns bekannten Lebens gebracht haben.

Schon zuvor hatten Astronomen mit "Herschel" herausgefunden, dass der ausgedehnte Staubgürtel um den nahen Stern Fomalhaut (...wir berichteten) aus zahlreichen und fortwährenden Kollisionen zwischen Kometen hervorgegangen sein muss und von diesen gespeist wird.

In den neuen Studie entdeckten die Wissenschaftler mit dem Weltraumteleskop der ESA nun zwei weitere nahe Planetensysteme um die Sterne "Gliese (GJ) 581" und "61 Vir", die große Mengen an Kometentrümmern und -staub beinhalten.

Herschel entdeckte in diesem Systemen Signaturen von kalten Staub bei Temperaturen von minus 200 Grad Celsius und in Mengen die - übertragen auf die bekannten Werte des Sonnensystems - bedeuten, dass diese Systeme mindestens 10 mal mehr Kometen beinhalten müssen als die Anzahl an Kometen im sogenannten Kuipergürtel, dem Ursprung eines ein Großteils der Kometen mit mittleren Perioden in unserem Sonnensystem.


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Der Kuipergürtel des Sonnensystems ist eine ringförmige, vergleichsweise flache Region, die unser Sonnensystem außerhalb der Neptunbahn in einer Entfernung von ungefähr 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE = Abstand Erde-Sonne) nahe der Ekliptik umgibt und tausende Objekte, darunter schätzungsweise mehr als 70.000 Objekte mit mehr als 100 Kilometern Durchmesser, enthält.

Bei "Gliese 581" handelt es sich um einen roten Zwergstern und damit um einen Vertreter der am meisten in unserer Galaxie vorhandenen Sternentypen. Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass der Stern von mindestens vier Planeten umkreist wird. Einer davon umrundet seinen Stern sogar innerhalb dessen "habitabler Zone" – aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen könnte hier also sogar Wasser in flüssiger Form und damit die Grundlage uns bekannten Lebens existieren (...wir berichteten). Um den Stern sonnenähnlichen Stern "61 Vir" sind bislang zwei Planeten bestätigt.

Bei allen bislang bekannten Planeten dieser Systeme handelt es sich um sogenannte "Super-Erden", also um Planeten mit Massen von 2 bis 18 Erdenmassen. Interessanterweise gibt es bislang keinerlei Hinweise darauf, dass es in diesen Planetensystemen auch Gasriesen wie Jupiter oder Saturn gibt.


Das Kräftezwischenspiel zwischen Jupiter und Saturn war es wahrscheinlich, das für die Zerstörung eines einst auch deutlich dichter bestückten Kuipergürtels verantwortlich war, und so einst eine ganze Flut an Kometen in Richtung Sonne schickte, die in einem kataklystischen mehrere Millionen Jahre andauernden Bombardement auf die inneren Planeten niederging.


Künstlerische Darstellung des bislang bekannten Planetensystems und Kometengürtels um den nahen Stern "61 Vir" (Illu.) vor dem Hintergrund der Herschel-Aufnahme.
| Copyright: ESA/AOES

"Die neuen Beobachtungen geben uns einen Hinweis darauf, warum das Sonnensystem - mit seinen Gasriesen - heute nur noch einen vergleichsweise spärlich besetzten Kometengürtel, den Kuipergürtel, aufweist", erläutert Dr. Mars Wyatt von der Cambridge University die Ergebnisse der sich auf die Trümmerscheibe um "61 Vir" konzentrierenden Studie, die aktuell im Fachjournal " Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" veröffentlicht wurde. "Wir glauben, dass es die Abwesenheit dieser Gasriesen in diesen Systemen mit massearmen Planeten ist, die Ereignisse wie das sogenannte 'Große Bombardement" verhindert haben."

"Im Falle von älteren Sternen wie 'Gliese 581', der mindestens zwei Milliarden Jahre alt ist, ist also auch schon genügend Zeit vergangen, in welchen ein gemäßigter Kometenregen genügend Wasser für Ozeane auf die inneren Planeten geliefert haben könnte. Dies wäre besonders für jene Planeten von Bedeutung, die ihren Stern innerhalb der habitablen Zone umkreisen", fügt Dr. Jean-Francois Lestrade vom Observatoire de Paris hinzu, dessen Team sich auf die Untersuchung von "Gliese 581" konzentrierte und ihre Ergebnisse im Fachjournal "Astronomy & Astrophysics" veröffentlichen wird.

Um jedoch die gewaltigen Mengen an Staub zu produzieren, die nun von "Herschel" beobachtet wurden, braucht es Kollisionen zwischen den Kometen untereinander, wie sie wiederum von einem etwa neptungroßen Planeten in der Nähe der Trümmer- und Staubscheiben hervorgerufen werden könnten.

"Unsere Simulationen haben uns gezeigt, dass die bislang bekannten, relativ sternnahen Planeten in diesen Systemen hierfür nicht verantwortlich sein können", so Lestrade. "Ähnlich große Planeten auf weiterem Abstand zu den beiden Sternen wären dazu jedoch in der Lage." Bislang fehlen aber Beobachtungen, die die Existenz dieser Körper belegen."


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