Es gibt da draußen im Weltall nicht nur Sterne. Mittlerweile wissen wir, dass diese Sterne von jeder Menge Planeten umkreist werden. Aber das ist natürlich noch nicht alles. Unser Sonnensystem ist mit seiner Vielfalt an Himmelskörpern nicht einzigartig. Auch anderswo gibt es neben den Planeten auch Kleinkörper wie Asteroiden und Kometen. Und mittlerweile sind wir sogar in der Lage, bei fernen Sternen Dinge zu sehen, die die meisten von uns noch nicht einmal in unserem eigenen Sonnensystem beobachtet haben. Das Zodiakallicht zum Beispiel.
Das Zodiakallicht gehört zu den eher unbekannten Phänomenen, die man an unserem Nachthimmel beobachten kann (ich habe kürzlich in meinem Podcast darüber gesprochen). Wenn es draußen so wirklich dunkel ist, kann man einen schwachen, diffusen Lichtschein erkennen, der aus einer langgestreckten, dreieckigen Region entlang der Ekliptik (der an den Himmel projizierten Ebene der Erdbahn) kommt. Es wird vom interplanetaren Staub erzeugt, also all den kleinen Staubkörnern, die zwischen den Planeten durchs Sonnensystem schwirren. Sie stammen von Asteroiden, die miteinander kollidiert sind oder von den Hinterlassenschaften der Kometen, die sich bei jeder Annäherung an die Sonne langsam auflösen. Der Staub reflektiert das Licht der Sonne und wenn es finster genug ist, kann man das gut erkennen.
Das Zodiakallicht über dem La-Silla-Observatorium in Chile (Bild: ESO/Y. Beletsky)
Leider ist es in den meisten Gegenden der Erde nicht mehr finster genug und die meisten Menschen haben das Licht des kosmischen Staubs noch nie gesehen. Astronomen um Steve Ertel von der Universität Grenoble haben solch ein Zodiakallicht aber nun bei anderen Sternen beobachtet (“A near-infrared interferometric survey of debris-disc stars. IV. An unbiased sample of 92 southern stars observed in H-band with VLTI/PIONIER”). Die Detektion von Staub bei anderen Sternen ist an sich keine Neuigkeiten. Staub hat man schon 1984 entdeckt, lange bevor die ersten extrasolaren Planeten gefunden wurden. Bei diesem Staub handelte es sich aber um Staub, der sich weit entfernt vom Stern befindet beziehungsweise um Staub, der junge Sterne umgibt und der sich erst noch zu Planeten formen muss.
Bei der aktuellen Beobachtung geht es aber nicht um solche jungen primordialen Staubscheiben und auch nicht um die älteren Trümmerscheiben, sondern um Staub, der sich nahe am Stern befindet. Staub, der sich in den Regionen aufhält, in der auch potentiell lebensfreundliche Planeten sein könnten; Staub also, der dem Staub ähnelt, der unser Zodiakallicht verursacht.
Steve Ertel und seine Kollegen haben sich 92 Sterne mit den großen Teleskopen der Europäischen Südsternwarte angesehen und bei 9 von ihnen klare Anzeichen für Exozodiakallicht gefunden. Dazu muss man sich das Infrarotlicht genau ansehen, dass von den fernen Sternen zu uns gelangt. Wir wissen ziemlich genau, wie viel Licht ein Stern bei einer bestimmten Wellenlänge abstrahlt. Wenn nun aber mehr Infrarotlicht bei uns ankommt als erwartet, dann muss sich dort irgendwas befinden, dass dafür verantwortlich ist. Dieses Etwas ist der Staub, der von der Strahlung des Sterns aufgeheizt wird und diese Energie in Form von Wärme wieder ins All abgibt. Aus der Stärke und Wellenlänge der Infrarotstrahlung kann man dann die Menge und die Temperatur (und damit die Entfernung vom Stern) des Staubs ableiten.
Die Beobachtungen von Ertel und seiner Kollegen sind aus verschiedenen Gründen interessant. Einmal, weil wir nun in der Lage sind, auch einen weiteren Aspekt fremder Sternsysteme detailliert und statistisch zu untersuchen. Aber auch, weil sich das Exozodiakallicht von dem in unserem Sonnensystem unterscheidet. Bei uns ist der Lichtschein sehr schwach, weil die Menge des Staubs vergleichsweise gering ist. Bei den beobachteten Sternen ist das Licht bis zu 1000 Mal heller, was auf eine entsprechend größere Menge an Staub hindeutet. Und nicht nur das: Besonders helles Exozodiakallicht hat man bei alten Sternen entdeckt und das ist seltsam. Normalerweise sollte es genau umgekehrt sein: Je älter ein Stern ist, desto weniger Asteroiden und Kometen sollte es dort geben und desto weniger Staub sollte produziert werden. Die Kleinkörper werden im Laufe der Zeit durch nahe Begegnungen mit Planeten aus dem System geworfen oder bei Kollision zerstört und der Staub selbst wird vom Sternwind aus den inneren Bereichen gepustet. Große Mengen an Staub erwartet man eigentlich bei jungen Sternen, nicht bei den alten Exemplaren.
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