Auf den ersten Blick ist Beta Pictoris ein relativ unspektakulärer Stern. Auf den zweiten Blick ist er eines der interessantesten Objekte am Himmel! Der Stern ist von einer riesigen Scheibe aus Staub umgeben – und dieser Staub enthält Informationen die darauf hindeuten, dass sich dort vielleicht auch Planeten befinden.
Ein Stern am Südhimmel
β Pictoris ist der zweithellste Stern im Sternbild Maler (auf lateinisch Pictor). Dieses Sternbild kann nur am Südhimmel betrachtet werden und ist von Deutschland aus nicht beobachtbar. Es sieht auch recht unspektakulär aus:
Beta Pictoris selbst ist ein Stern etwa der vierten Größenklasse (MV=3,86) – also durchaus noch mit freiem Auge sichtbar. Der Spektraltyp des Sterns ist A5V – das bedeutet er leuchtet weiß bzw. leicht bläulich und ist viel heißer als unsere Sonne: die Temperatur beträgt etwa 8250 Kelvin; die Sonne ist nur knapp 5800 Kelvin heiß. Beta Pictoris ist auch deutlich schwerer und größer als die Sonne – er hat etwa die 1.7fache Masse und den 1.4fachen Radius. Er befindet sich etwa 63 Lichtjahre von der Sonne entfernt – also knapp 15 mal weiter weg als der sonnennächste Stern, Proxima Centauri. Der Stern ist ausserdem noch sehr jung (zumindest nach astronomischen Maßstäben): er ist vermutlich erst 10 bis 20 Millionen Jahre alt. Zum Vergleich: unsere Sonne ist etwa 5 Milliarden Jahre alt.
Alles voller Staub!
Bis jetzt ist das aber alles noch nicht sehr außergewöhnlich – was ist also der Grund, warum ich Beta Pictoris ausgewählt habe? Betrachtet man die Infrarotstrahlung (also simpel gesagt den nicht sichtbaren Teil seiner Strahlung, der der Wärmeabstrahlung entspricht), die der Stern abgibt, dann stellt man fest, das er mehr davon abstrahlt, als er eigentlich sollte. In der Astronomie nennt man das einen Infrarotexzess. Irgendetwas bei Beta Pictoris sorgt also dafür, das uns von dort mehr Wärmestrahlung erreicht, als wir erwarten würden.
Dieses “irgendetwas” ist Staub! Befindet sich sehr viel Staub – also kleine, millimeter- bis zentimetergroße Gesteins- oder Eisteilchen – um einen Stern, dann wird er durch dessen Strahlung aufgeheizt und strahlt selbst wieder Wärme ab. Das ist der Grund für den beobachteten Infrarotexzess. Auch in unserem Sonnensystem gibt es Staub – der interplanetare Raum ist nicht vollkommen leer; kleine Staubteilchen findet man überall. Und wenn man Glück hat, kann man auch von der Erde aus Sonnenlicht beobachten, das von interplanetaren Staubteilchen reflektiert wurde (das sg. Zodiakallicht). In unserem Sonnensystem gibt es allerdings vergleichsweise wenig Staub. Wie oben geschrieben, ist es auch sehr viel älter als Beta Pictoris: der Großteil des Staubes ist schon durch Interaktion mit der Sonne bzw. den Planeten verschwunden. Irgendwann bestand aber auch unser Sonnensystem nur aus Staub! Als die Sonne noch jung und kein “richtiger” Stern (ein sg. Protostern) war, war sie von einer großen und dichten Scheibe aus Staub und Gas umgeben. Dieser Staub hat sich im Laufe der Zeit zu immer größeren Stücken zusammengefügt bis die sg. Planetesimalen entstanden waren. Das sind Gesteinsbrocken, einige dutzend bis hunderte Kilometer groß, aus denen später die Planeten entstanden sind. Die Planetesimale, die bei der Entstehung der Planeten übrig geblieben sind, können wir heute als Asteroiden in unserem Sonnensystem beobachten. Diese Staub- und Gasscheibe nennt man “protoplanetare Scheibe” – eben weil aus ihnen die Planeten entstehen. Man findet sie natürlich nur bei sehr jungen Sternen.
Allerdings ist das, was wir bei Beta Pictoris finden, keine protoplanetare Scheibe! Beta Pictoris ist zwar jung – allerdings schon alt genug damit eine eventuelle Planetenentstehung abgeschlossen wäre. Das, was man bei Beta Pictoris beobachtet, ist eine sg. Trümmerscheibe bzw. debris disk. Sie entsteht aus den Bruchstücken, die bei den Kollisionen zwischen den Planetesimalen entstehen. Wenn Asteroiden miteinander kollidieren, dann entstehen jede Menge große und kleine Trümmer; es wird also neuer Staub produziert. Wenn es genügend Planetesimale gibt, dann kann dieser Staub als Infrarotexzess beobachtet werden. Wir wissen also, das sehr viele Asteroiden um Beta Pictoris kreisen müssen!
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