Staubscheibe um sehr jungen Stern entdeckt

Faszinierende Aufnahmen von der Umgebung eines sehr jungen Sterns hat eine internationale Gruppe von Astrophysikern mit dem Hubble-Weltraumteleskop und mit Messsystemen zweier Sternwarten in Chile gemacht. Erstmals wiesen die Wissenschaftler jetzt zweifelsfrei nach, dass der relativ erdnahe Stern mit der Kennziffer HD 100546 eine Staubscheibe besitzt, aus der sich wahrscheinlich junge Planeten bilden.

Prof. Dr. Thomas Henning (Universität Jena), der gemeinsam mit Dr. Bringfried Stecklum (Thüringer Landessternwarte Tautenburg) als einziger europäischer Astrophysiker an diesen Arbeiten beteiligt ist, vermutet in HD 100546 einen sehr viel jüngeren, aber erheblich massereicheren „Bruder“ unserer Sonne. Er erwartet deshalb aus dessen Beobachtung bahnbrechende Erkenntnisse über die Entstehung unseres Sonnensystems und des Planeten Erde.

Henning: „Bereits jetzt gibt es wichtige Anhaltspunkte dafür, dass unsere Theorie der Planetenentstehung richtig ist.“ Demnach verdichten sich im Weltall frei schwebende Teilchen und Gase im Laufe von Jahrmillionen zu einer Wolke, die schließlich zu einem Sternengebilde mit einer Rotationsscheibe – Astronomen sprechen auch von Akkretionsscheibe – aus kleinen Partikeln zusammensinkt. Die internationale Forschergruppe koordinierte Carol A. Grady von den US-amerikanischen National Optical Astronomy Observatories und dem Goddard Space Flight Center. Die Arbeiten von Henning und Stecklum wurden u. a. durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert.

Eine solche Rotationsscheibe haben die Wissenschaftler nun bei dem erst zehn Millionen Jahre alten HD 100546 im Sternbild Musca am Südhimmel entdeckt. Sie hat einen Radius von rund 52 Milliarden Kilometern und ist noch von Resten der ursprünglichen Partikelwolke umgeben. „Wir gehen davon aus, dass die Teilchen in der Staubscheibe miteinander verklumpen, schließlich eigene Körper bilden und später als Planeten ihre neue Sonne umkreisen“, erläutert Thomas Henning. „Genau so muss auch unsere Erde vor 4,6 Milliarden Jahren entstanden sein.“

Größere Körper im Einzugsgebiet von HD 100546 haben die Wissenschaftler noch nicht selbst nachgewiesen. „Es wurden aber bereits Spektrallinien von größeren Materialklumpen gefunden, die aus der Rotationsscheibe in den Zentralstern stürzen“, so Henning. Für ihn ist es nur eine Frage der Zeit, bis auch Planeten – oder zumindest ihre Umlaufbahnen – um diesen oder ähnliche junge Sterne entdeckt werden.
Zwar lässt sich HD 100546 viel besser beobachten als andere Sternentstehungsgebiete, weil er mit etwa 335 Lichtjahren, also rund drei Billiarden Kilometern, zu den der Erde nächstgelegenen jungen Sternen gehört.

Probleme bereitet den Wissenschaftlern aber die enorme Leuchtkraft des Sterns im Vergleich zur lichtschwachen Rotationsscheibe. „Mit herkömmlichen Beobachtungstechniken ist da in der näheren Umgebung absolut nichts zu erkennen“, erklärt Henning, „so wie wir ja auch mit bloßem Auge nicht die Korona unserer Sonne sehen können.“ Deshalb ließen die Astrophysiker auf dem Weltraumteleskop Hubble ein Spezialsystem installieren und können mit Hilfe dieses Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) den hellen Zentralbereich des Sternsystems buchstäblich ausblenden; sie erzielen also bei der Beobachtung einen Effekt, wie ihn der astronomische Laie bei der letzten Sonnenfinsternis beobachten konnte.

Noch komplizierter ist die Arbeit mit den erdgestützten Observatorien, so der Europäischen Südsternwarte in Chile. Denn hier müssen zudem noch die verfälschenden Effekte, die durch die Erdatmosphäre entstehen, aus den Daten herausgefiltert werden. Dazu setzen die Wissenschaftler eine so genannte adaptive Optik ein. Diese Techniken werden derzeit noch weiter verbessert und die neuen Teleskope der 10m-Klasse auf dem chilenischen Berg Paranal in der Atacama-Wüste vorbereitet, „so dass wir in den kommenden Jahren die Staubscheibe von HD 100546 noch viel genauer analysieren können“, so Prof. Henning.

Als ersten Lohn ihres Erfolgs erhielt die Forschergruppe weitere Beobachtungszeit für das Weltraumteleskop Hubble eingeräumt. „Damit können wir außerdem zehn andere sehr junge Sterne beobachten“, freut sich Henning.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Thomas Henning
Astrophysikalisches Institut und Universitätssternwarte
der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Tel.: 03641/947530, Fax: 947532
E-Mail: henning@astro.uni-jena.de

Friedrich-Schiller-Universität
Dr. Wolfgang Hirsch
Referat Öffentlichkeitsarbeit
Fürstengraben 1
D-07743 Jena
Telefon: 03641 · 931030
Telefax: 03641 · 931032
E-Mail: roe@uni-jena.de

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

• http://www.gsfc.nasa.gov/pub/PAO/Releases/2001/01-P1.htm