Wir haben schon jede Menge Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Mehr als tausend Stück und wir wissen, dass da draußen noch ein paar Milliarden mehr sein müssen. Aber mit Sicherheit gibt es da nicht nur Planeten. Unser eigenes Sonnensystem zeigt uns ja, dass die Vielfalt der Himmelskörper groß ist. Es gibt Planeten; es gibt Monde; es gibt Kometen und es gibt Asteroiden – warum sollte es all diese Himmelskörper nicht auch anderswo geben? Natürlich sind sie schwer zu finden. Nach extrasolaren Monden sucht man schon lange – bis jetzt leider erfolglos (was sich aber im Prinzip jederzeit ändern kann). Und wenn schon die kleinen Monde nicht entdeckt werden können, dann ist da bei den noch viel kleineren Asteroiden und Komegten doch sicher noch schwerer… oder vielleicht doch nicht?
Indirekt haben wir die Existenz von extrasolaren Asteroiden schon länger bestätigt. Schon in den 1980er Jahren wurden die ersten Trümmerscheiben entdeckt; also große Scheiben aus Staub die Sterne umgeben und existieren können, weil sich dort Asteroiden befinden die immer wieder miteinander zusammenstoßen und dabei Staub erzeugen. Und es gibt ja auch keinen Grund, warum die Asteroiden nicht da sein sollen. Immerhin wissen wir ja, dass Asteroiden die Vorstufe von Planeten darstellen; dass die Asteroiden das Baumaterial sind, aus dem bei der Planetenentstehung größere Himmelskörper wachsen. Ein paar bleiben dabei halt immer übrig und warum sollte das bei anderen Planetensystemen anders ablaufen als bei uns.
Direkt beobachten werden wir die kleinen Felsbrocken aber so schnell nicht können. Dazu müssten wir schon zu den anderen Sternen hin fliegen und das ist so gut wie unmöglich. Aber es gibt deutlich besserer indirekte Methoden. Zum Beispiel die Beobachtung von Pulsaren. Diese toten Sterne haben schon eine große Supernova-Explosion hinter sich und sind nun nur noch enorm dichte Kugeln aus Neutronen; nur ein paar Kilometer groß aber doch so schwer wie ein ganzer Stern. Sie drehen sich schnell um ihre eigene Achse und wie ein Leuchtturm senden sie dabei intensive Strahlung in zwei “Lichtkegeln” aus. Von der Erde beobachtet scheinen diese toten Sterne zu blinken und das tun sie sehr exakt und immer mit der gleichen Perioden. So exakt, dass schon kleinste Abweichungen auffallen. Solche Abweichungen haben Anfang der 1990er Jahre auch zur Entdeckung der ersten Exoplaneten geführt. Astronomen aus Großbritannien, Südafrika und Australien haben bei der Beobachtung eines Pulsars nun auch deutliche Hinweise auf die Existenz extrasolarer Asteroiden gefunden (“Evidence of an asteroid encountering a pulsar”).
Der Pulsar trägt den schönen Namen PSR J0738-4042 und wird seit fast 25 Jahren beobachtet. Man hat im Laufe der Zeit also einen ziemlich guten Überblick über sein Verhalten bekommen. Normalerweise ist die Rotationsgeschwindigkeit eines Pulsars konstant. Nur wenn man genau und über längere Zeiträume hinweg hin sieht, bemerkt man wie er stetig langsamer wird. Das ist auch zu erwarten denn immerhin verliert der Pulsar Energie und muss langsamer werden. Genau das beobachtet man auch bei PSR J0738-4042:
Dieses Bild zeigt die Veränderung der Rotationsfrequenz des Pulsars. Die zu erwartende stetige Abnahme wurde aus den Daten schon rausgerechnet – es sollte also nur eine gerade Linie übrig bleiben. Und genau das sieht man auch (wenn man die eine Phase in der nicht beobachtet wurde ignoriert). Allerdings nur bis 2005. Dann tut sich plötzlich etwas. Und danach, so ab 2010 läuft wieder alles so wie es soll; nur jetzt auf einem anderen Niveau. Hier ist die interessante Phase nochmal vergrößert (die Änderung der Rotationsfrequenz ist im oberen Bereich zu sehen; das Diagram darunter zeigt das gleiche; nur auf eine andere Art und Weise):
Was genau ist hier passiert und hat die Rotationsfrequent des Pulsars verändert. Es war mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Asteroid, der mit ihm kollidiert ist. Es ist zu erwarten, dass auch nach der Supernova-Explosion in der der Pulsar entstanden ist, noch Trümmer vom ehemaligen Stern und von den früheren Planeten vorhanden sind. Sie umkreisen den Pulsar und aus den Trümmern können wieder neue Asteroiden und neue Planeten entstehen. Das kommt zwar vermutlich nicht oft vor, aber doch oft genug, denn immerhin haben wir schon zwei Pulsare entdeckt die von Planeten umkreist werden. Es kann also auch Pulsar-Asteroiden geben die das machen, was auch normale Asteroiden machen: Ab und zu miteinandern kollidieren und so ihre Bahn ändern. Und manche dieser Bahnen werden zu einer Kollision mit dem Pulsar führen. Und dabei passieren dann interessante Dinge.
Zuerst einmal wird die starke Strahlung des Pulsars den kleinen Asteroiden pulverisieren und die Überreste ionisieren. Diese geladenen Teilchen werden nur auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt und erzeugen dabei Gammastrahlung die das elektrische/magnetische Feld des Pulsars beeinflussen. Das Magnetfeld kann wiederrum die Rotation des Pulsars beeinflussen. Wenn die Überreste des Asteroiden zur Veränderungen im Magnetfeld führen, dann aktivieren sie also quasi die Bremse (oder das Gaspedal) und die Rotationsgeschwindigkeit ändert sich. Die Astronomen haben sogar ausgerechnet, dass es mindestens einer Masse von einer Milliarde Tonnen benötigt, um die Veränderung zu erklären. Das ist ein typischer Wert für die Masse eines Asteroiden. Der kleine Asteroid Dactyl, der den größeren Asteroid Ida umkreist, hat zum Beispiel eine vergleichbare Masse und ist nur wenig mehr als einen Kilometer groß. Es braucht also nicht viel, um einen Pulsar aus dem Tritt zu bringen.
Der kleine Asteroid Dactyl (rechts) (Bild: NASA/JPL)
Wenn die Veränderung im Pulsar wirklich auf die Kollision mit einem Asteroiden zurück zu führen ist, dann sollte der Pulsar sich eigentlich bald wieder beruhigen und auf sein früheres Rotationsgeschwindigkeitsniveau zurück fallen. Das lässt sich überprüfen und man wird PSR J0738-4042 weiterhin beobachten. Auch in der Hoffnung, vielleicht in Zukunft dort noch einen Planeten zu finden. Denn die Analyse vergangener Beobachtungen zeigt, dass auf früher schon Asteroiden mit dem Pulsar kollidiert sein könnten und wenn solche Ereignisse periodisch stattfinden, dann sind vielleicht die gravitativen Störungen eines Planeten dafür verantwortlich, dass immer wieder Kleinkörper mit dem toten Stern zusammen stoßen…
Kommentare (15)