Unser Sonnensystem besteht nicht nur aus einem Stern und acht Planeten. Da gibt es noch die Zwergplaneten und über das ganze System verteilt jede Menge Asteroidengürtel. Den ganzen Kleinkram darf man natürlich nicht ignorieren; er spielt durchaus eine wichtige Rolle. Unser eigenes Planetensystem ist bis jetzt das einzige, von dem wir ein halbwegs vollständiges Bild haben. Natürlich kennen wir auch schon hunderte extrasolare Planetensysteme; kennen dort aber meistens nur einen einzigen Planeten. Extrasolare Zwergplaneten oder extrasolare Asteroiden und Kometen zu finden, ist schwer. Zumindest wenn man sie auf die gleiche Art und Weise finden will, wie man das hier auf der Erde tut.
Ein einzelner Felsbrocken der nur wenige Kilometer groß ist und einen fernen Stern umkreist kann selbst mit den besten Teleskopen nicht nachgewiesen werden. Aber wenn sehr viele Asteroiden oder Kometen gemeinsam einen Stern umkreisen und dabei miteinander zusammenstoßen, dann erzeugen sie Staub. Dieser Staub wird vom Licht des Sterns angestrahlt, aufgeheizt und gibt diese Wärme dann wieder ab. Beobachtet man so einen Stern, dann wird man von ihm mehr Wärmestrahlung, also Infrarotlicht, empfangen, als man eigentlich erwarten würde. So etwas nennt man “Infrarot-Exzess” und auf diese Art haben Astronomen schon viele Staubscheiben um andere Sterne entdeckt. Und dadurch auf indirekte Art und Weise auch jede Menge extrasolare Asteroiden und Kometen – denn irgendwo muss der Staub ja her kommen. Natürlich könnte es sich auch noch um eine primordiale Staubscheibe halten, also den Staub, aus dem Planeten und Asteroiden ursprünglich erst entstehen. Aber zwischen solchen Staubscheiben und den “Trümmerscheiben” (debris disks) kann man unterscheiden; zum Beispiel in dem man das Alter des Sterns berücksichtigt.
Besonders gut für die Wissenschaftler ist es, wenn sie nicht nur den Infrarot-Exzess messen, sondern die Trümmerscheibe direkt sehen können. Das gelang das erste Mal im Jahr 1984 beim Stern Beta Pictoris und seitdem hat man immer mehr Bilder auch von anderen Sternen gesammelt. In den letzten Jahren hat das Weltraumteleskop Herschel viel dazu beigetragen. Denn um die Staubscheiben sehen zu können, muss man im Infrarotlicht beobachten und Herschel ist dafür besonders gut geeignet.
Noch schöner wird es, wenn man um einen Stern sowohl Planeten als auch eine Trümmerscheibe findet. Denn dann kann man die Interaktionen und Zusammenhänge zwischen diesen beiden Komponenten untersuchen und jede Menge interessante Dinge finden. Zum Beispiel noch mehr Planeten. Herschel hat nun kürzlich zwei sehr interessante Trümmerscheiben-Planetensysteme beobachtet – und die Wissenschaftler sind zu interessanten Schlussfolgerungen gekommen.
Um den Stern Gliese 581 kreisen 4 bis 6 Planeten (ein paar davon wirklich interessant). Und er hat eine große Trümmerscheibe. So sieht sie aus:
Das Bild zeigt die Infrarotstrahlung die aus der Gegend um den Stern empfangen wird; darüber gelegt sieht man schematisch die Position der Planetenbahnen und des Kleinkörpergürtels. Die Planeten sind alle sehr nahe an ihrem Stern. Keiner ist weiter als 0,22 Astronomische Einheiten (AE) entfernt. Zum Vergleich: Die Erde ist von der Sonne eine Astronomische Einheit weit weg. Gliese 581 ist aber auch ein viel kleinerer und leuchtschwächerer Stern als die Sonne (es handelt sich um einen kühlen M-Zwerg mit einem Drittel der Sonnenmasse). Der Gürtel aus Kleinkörpern erstreckt sich zwischen 25 und 60 AE und ist mit unserem Kuipergürtel vergleichbar, der hinter der Bahn von Neptun bei etwa 30 AE beginnt.
Der Stern 61 Virginis ist dagegen der Sonne sehr ähnlich. Er wird von 2 oder 3 Planeten umkreist, die sich ebenfalls alle enorm nahe – innerhalb eines Abstands von 0,5 AE – am Stern befinden. Die Trümmerscheibe die ihn umgibt ist enorm groß und erstreckt sich von 30 bis circa 100 AE:
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