Wenn es draußen dunkel und der Himmel klar ist, schaut mal zum Himmel. Im Sternbild Leier könnt ihr Wega sehen. Der Stern ist leicht zu finden, er ist eines der hellsten Objekte am Nachthimmel; der fünfthellste Stern am Nachthimmel (der zweithellste der nördlichen Hemisphäre). Wega ist doppelt so groß wie die Sonne, leuchtet knapp 40 Mal stärker und ist uns mit einer Entfernung von 25 Lichtjahren ziemlich nahe. Schaut genau hin. Seht ihr auch die vielen Asteroiden, die den Stern umkreisen?

Natürlich nicht. Asteroiden kann man nicht mit freiem Auge sehen. Das klappt nicht mal in unserem Sonnensystem bzw. nur wenn die Asteroiden sehr, sehr nahe kommen und selbst dann sehen wir sie nicht selbst sondern nur die Lichterscheinung die sie verursachen, wenn sie in der Atmosphäre der Erde verglühen. Aber spezielle Teleskope können Asteroiden bei anderen Sternen sehen. Obwohl… eigentlich sehen auch die winzigen Felsbrocken nicht direkt. Sie sehen Staub. Der ist zwar noch kleiner, aber wenn es sehr viele Staubkörner gibt, haben die insgesamt eine viel größere Oberfläche als Asteroiden. Und weil der Staub so eine große Oberfläche hat, kann er besonders gut Wärme abstrahlen. Wird ein Stern von Staub umkreist, dann heizt der sich durch die Strahlung auf. Die Wärme wird wieder abgegeben und zwar bei ganz charakteristischen Temperaturen die von der Zusammensetzung des Staubs abhängen. Und diese Wärmestrahlung kann von Infrarotteleskopen gesehen werden. Und auch wenn ein Staubkorn kein Asteroid ist, kriegt man das eine normalerweise nicht ohne das andere. Denn nur Staub alleine würde nicht lange überleben. Der Strahlungsdruck der Sterne würde die kleinen Körnchen im Laufe der Zeit aus dem System pusten. Wenn also noch Staub da ist, dann muss der immer wieder neu nachgeliefert werden. Und die Staubproduzenten sind die Asteroiden! Die stoßen ab und zu zusammen und erzeugen so Trümmer und Staub. Findet man also große Menge an Staub, die einen Stern umkreisen, dann ist das immer auch ein Hinweis auf große Mengen an Asteroiden.

Die erste Staub- und Trümmerscheibe, die entdeckt wurde, fand man 1983 beim Stern Wega. Es war eine kleine Revolution, denn das war das erste Mal, dass man Objekte entdeckte, die einen Stern umkreisten (und kein anderer Stern waren). Und ein Hinweis darauf, dass es extrasolare Planeten geben muss. Denn wo Asteroiden entstanden sind, entstehen auch Planeten. Asteroiden sind ja nur eine Zwischenstufe bei der Planetentstehung. Außerdem zeigten sich Besonderheiten in der Verteilung des Staubs. Es gab “Klumpen”, Bereiche mit mehr Staub als anderswo. Das bedeutet, dass die Asteroiden nicht gleichmäßig verteilt sind und das bedeutet wieder, dass irgendwas die Verteilung der Asteroiden beeinflusst: Planeten!

Tatsächlich kennt man schon einige Systeme, bei denen Planeten die Staubverteilung beeinflussen – zum Beispiel Beta Pictoris. Bei Wega hat man bis jetzt noch keinen Planeten entdeckt. Aber es kann nicht mehr lange dauern. Denn es gibt immer mehr Anzeichen für ihre Existenz. Mit Hilfe des Herschel-Weltraumteleskops haben Kate Su vom Steward Observatory in Arizona und ihre Kollegen sich Wega (und noch ein paar andere Sterne) genau angesehen. Sie haben den sogenannten Infrarotexzess gemessen. Damit ist folgendes gemeint: Ein Stern gibt jede Menge Strahlung ab. Sichtbares Licht, Radiostrahlung, UV-Licht, Röntgenstrahlung – das ganze elektromagnetische Spektrum eben. Er gibt auch Infrarotlicht ab. Wir wissen ziemlich genau, wie viel von welcher Strahlung ein Stern abgibt. Das hängt im wesentlichen nur von seiner Temperatur ab (man nennt das Schwarzkörperstrahlung). Wird ein Stern aber von Staub umkreist, dann gibt ja auch der aufgeheizte Staub Infrarotstrahlung ab. Man misst dann also mehr Infrarotlicht, als eigentlich da sein sollte: Das ist der Infrarotexzess.

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Kommentare (19)

  1. #1 Funsailor
    24. Januar 2013

    Hallo,
    Sie meinen wohl
    … Zeit aus der Umlaufbahn… oder ähnliches anstatt

    … Zeit aus dem Stern pusten. …

  2. #2 Bullet
    24. Januar 2013

    @Florian: muß ich das blaue Wega-Bild da oben so lesen, daß wir quasi von “oben/unten” auf die Scheibe draufsehen?

  3. #3 Florian Freistetter
    24. Januar 2013

    @Bullet: Exakt: Wir schauen bei Wega “face on” auf die Scheibe, blicken also von “oben” bzw. “unten” drauf.

  4. #4 Florian Freistetter
    24. Januar 2013

    @Funsailor: Danke.

  5. #5 Gerald
    24. Januar 2013

    Wega ist zur jetzigen Jahreszeit leider recht schwer zu finden.

  6. #6 Rabbi
    24. Januar 2013

    Florian
    “@Bullet: Exakt: Wir schauen bei Wega “face on” auf die Scheibe, blicken also von “oben” bzw. “unten” drauf.”
    Nur um nochmal sicher zu gehen. Damit meinst Du, die Sicht durch ein Teleskop auf die echte Wega?

  7. #7 Florian Freistetter
    24. Januar 2013

    @Rabbi: “Damit meinst Du, die Sicht durch ein Teleskop auf die echte Wega?”

    Ja? Was sonst? Wie viele falsche Wegas gibts denn da draußen?

  8. #8 Rabbi
    24. Januar 2013

    Florian
    “Wie viele falsche Wegas gibts denn da draußen?”
    Keine Ahnung. Sag Du es mir.

    Ich meinte natürlich im Vergleich zu der Grafik in deinem Text.
    Wir sehen also durch ein Teleskop ziemlich genau senkrecht auf die Scheibe der Wega.
    Nur das wollte ich wissen.

  9. #9 Alderamin
    24. Januar 2013

    @Rabbi

    Ich hab’ mich das auch gefragt, hätte ja auch einfach nur der Darstellung wegen so sein können. Laut Wikipedia beträgt die Neigung der Polachse der Wega aber tatsächlich nur 5° gegen die Sichtlinie. Deswegen lassen sich Planeten der Wega auch nur schwer mit den gebräuchlichen Methoden (Transit oder Dopplerverschiebung) nachweisen, sie ist einer der Fälle, wo man den oder die Planeten direkt beobachten müsste, um sie sicher nachzuweisen.

    Wega rotiert übrigens in nur 12,5 h (Sonne: ca. 1 Monat) und ist deswegen am Äquator 19% größer als in der Polachse. Die schnelle Rotation zerreisst sie fast. Sie erscheint somit in der Draufsicht größer, als sie von ihrerm Sterntyp her eigentlich sein sollte. Steht alles hier:

    http://en.wikipedia.org/wiki/Vega

  10. #10 emreee
    24. Januar 2013

    @Florian
    ” Die Wärme wird wieder abgegeben und zwar bei ganz charakteristischen Temperaturen die von der Zusammensetzung des Staubs abhängen.”

    Kannst du das näher erläutern , ein link dazu würde es auch tun. Danke =)

  11. #11 emreee
    24. Januar 2013

    Oh, das war wohl zu allgemein die Fragestellung.
    Ich bezog mich auf die charakteristik.

  12. #12 Florian Freistetter
    24. Januar 2013

    @Rabbi: “Wir sehen also durch ein Teleskop ziemlich genau senkrecht auf die Scheibe der Wega.”

    Genau – das hab ich ja auch Bullet geantwortet.

  13. #13 Rabbi
    24. Januar 2013

    Alderamin
    Danke für die Infos.

    Ich dachte, man könne Planeten mittels der Radialgeschindigkeitsmethode entdecken. Geht das nur mit der Dopplerverschiebung? Die ist ja nur möglich, wenn man annähernd horizontal auf die planetare Scheibe schaut, oder ist das nicht auch möglich durch dirkete Beobachtung der Sternbewegung?
    Nun anscheinend noch nicht, sonst wären wohl schon längst Planeten bei Wega entdeckt worden.

  14. #14 Florian Freistetter
    24. Januar 2013

    @emreee: “Kannst du das näher erläutern , ein link dazu würde es auch tun. Danke =)”

    Hu. Da fragst du mich jetzt was. Für das Thema bin ich leider kein Experte. Vermutlich hängt es mit der jeweiligen Molekülstruktur zusammen. Je nachdem wie die aussehen lassen sich die Moleküle unterschiedlich anregen.
    Ich bin lange Zeit in Jena neben den Leuten vom Astrophysiklabor gesessen, wo sie sich genau damit beschäftigt haben (http://www.astro.uni-jena.de/index.php/laboratory.html). Ich weiß also, dass es funktioniert. Aber die Details kenn ich leider nicht…

  15. #15 tina
    24. Januar 2013

    Wega ist zur jetzigen Jahreszeit leider recht schwer zu finden.

    Wenn man so gegen 18:00 oder 19:00 Uhr nach Nordwesten schaut, steht sie noch ein ganzes Stück über dem Horizont und ist dann auch noch ganz gut zu finden. Im Herbst war sie natürlich besser zu sehen.

  16. #16 emreee
    24. Januar 2013

    @Florian.
    Danke.
    Nicht ganz die erhoffte Antwort, aber immerhin kann ich mir darunter jetzt vorstellen was gemeint ist .

    Beste Grüße

  17. #17 Alderamin
    24. Januar 2013

    @Rabbi

    Ich dachte, man könne Planeten mittels der Radialgeschindigkeitsmethode entdecken. Geht das nur mit der Dopplerverschiebung?

    Ich meinte dasselbe. Was man misst, ist eine Dopplerverschiebung des Sternenlichts (bzw. der Absorptionslinien darin). Daraus folgert man eine Radialgeschwindigkeit des Sterns in Bezug auf den Beobachter, verursacht durch eine unsichtbare Masse, die mit dem Stern um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreist. Da auch der Stern um diesen Punkt kreist, bewegt er sich mal auf uns zu, mal von uns weg, natürlich nur, wenn er sich nicht senkrecht zur Sichtlinie bewegt. Und genau das tut Wega leider.

    oder ist das nicht auch möglich durch dirkete Beobachtung der Sternbewegung?

    Leider nicht. Man misst heute Radialgeschwindigkeiten von ca 1 m/s, so hoch ist die Auflösung des Spektrums aber die räumliche Auflösung unserer Teleskope ist nicht sehr hoch.

    Jupiter, mit 1/1047 Sonnenmassen und 770 Millionen km Sonnenabstand, lässt die Sonne nur einen Bahnradius von 735.000 km beschreiben, bei einem Sonnenradius von 695.000 km nur wenig mehr als der eigene Radius. Je enger der Planet um den Stern kreist und je leichter er im Verhältnis zum Stern ist, desto kleiner wird der Abstand des Sterns vom Schwerpunkt.

    Die Positionsbestimmung ist eingeschränkt durch die Astrometrie, 1/100 Bogensekunde ist Stand der Technik (Hipparcos). Das sind knapp 13 Millionen km auf die Entfernung zur Wega.

  18. #18 Rabbi
    24. Januar 2013

    Adreamin
    Wiederum Danke für die Infos!
    “Die Positionsbestimmung ist eingeschränkt durch die Astrometrie, 1/100 Bogensekunde ist Stand der Technik (Hipparcos). Das sind knapp 13 Millionen km auf die Entfernung zur Wega.”
    Ja, dann sieht man natürlich so gut wie nichts bei Wega.

  19. #19 Theres
    24. Januar 2013

    @emreee
    Mir sind sie zu spezifisch, aber hinter Florians Link als Antwort auf deine obige Frage verbergen sich ein paar Datenbanken. Die Database of Optical Constants for Cosmic Dust – http://www.astro.uni-jena.de/Laboratory/OCDB/index.html
    und die Database of Aerosol Spectra for Cosmic Dust unter http://www.astro.uni-jena.de/Laboratory/Aerosol/index.php#
    Sieht beides sehr faszinierend aus, ist aber nicht mein Ding.