{"id":47,"date":"2008-02-29T23:55:58","date_gmt":"2008-02-29T21:55:58","guid":{"rendered":"http:\/\/www.astrodicticum-simplex.de\/wordpress\/2008\/03\/01\/der-stern-zum-wochenende-beta-pictoris\/"},"modified":"2008-03-01T14:17:47","modified_gmt":"2008-03-01T12:17:47","slug":"der-stern-zum-wochenende-beta-pictoris","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.astrodicticum-simplex.de\/wordpress\/2008\/02\/29\/der-stern-zum-wochenende-beta-pictoris\/","title":{"rendered":"Der Stern zum Wochenende: Beta Pictoris"},"content":{"rendered":"

In unserem Universum gibt es jede Menge Sterne. Also wirklich<\/em> jede Menge. 1022<\/sup> mindestens<\/a>. \"betapic\"Das sind Zehntausend Milliarden Milliarden Sterne – und das sind nur die im beobachtbaren Universum – wahrscheinlich sind da noch viel, viel mehr. Ich habe also genug Material f\u00fcr meine neue Serie „Der Stern zum Wochenende“. Eigentlich besch\u00e4ftige ich mich in meiner Arbeit haupts\u00e4chlich mit Planeten und Asteroiden – n\u00e4here Untersuchungen zu Sternen spielen da meistens nur eine untergeordnete Rolle. F\u00fcr die Astronomie insgesamt sind Sterne aber nat\u00fcrlich enorm wichtig: sie sind unsere haupts\u00e4chlichen Datenquellen; ohne das Licht, das wir empfangen und analysieren k\u00f6nnen, w\u00e4re astronomische Forschung nicht m\u00f6glich.<\/p>\n

Der erste Stern, den ich hier n\u00e4her vorstellen m\u00f6chte, ist \u03b2 Pictoris<\/strong>. Beta Pictoris ist der zweithellste Stern im Sternbild Maler<\/a> (auf lateinisch Pictor<\/em>). Dieses Sternbild kann nur am S\u00fcdhimmel betrachtet werden und ist von Deutschland aus nicht beobachtbar. Es sieht auch recht unspektakul\u00e4r aus:<\/p>\n

\"Pictor<\/p>\n

Beta Pictoris selbst ist ein Stern etwa der vierten Gr\u00f6\u00dfenklasse<\/a> (MV<\/sub>=3,86) – also durchaus noch mit freiem Auge sichtbar. Der Spektraltyp<\/a> des Sterns ist A5V – das bedeutet er leuchtet wei\u00df bzw. leicht bl\u00e4ulich und ist viel hei\u00dfer als unsere Sonne: die Temperatur betr\u00e4gt etwa 8250 Kelvin; die Sonne ist nur knapp 5800 Kelvin hei\u00df. Beta Pictoris ist auch deutlich schwerer und gr\u00f6\u00dfer 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 sonnenn\u00e4chste Stern, Proxima Centauri<\/a>. Der Stern ist ausserdem noch sehr jung (zumindest nach astronomischen Ma\u00dfst\u00e4ben): er ist vermutlich erst 10 bis 20 Millionen Jahre alt. Zum Vergleich: unsere Sonne ist etwa 5 Milliarden<\/em> Jahre alt.<\/p>\n

Bis jetzt ist das aber alles noch nicht sehr au\u00dfergew\u00f6hnlich – was ist also der Grund, warum ich Beta Pictoris ausgew\u00e4hlt habe? Betrachtet man die Infrarotstrahlung<\/a> (also simpel gesagt den nicht sichtbaren Teil seiner Strahlung, der der W\u00e4rmeabstrahlung 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<\/em>. Irgendetwas bei Beta Pictoris sorgt also daf\u00fcr, das uns von dort mehr W\u00e4rmestrahlung erreicht, als wir erwarten w\u00fcrden. Dieses „irgendetwas“ ist Staub! Befindet sich sehr viel Staub – also kleine, millimeter- bis zentimetergro\u00dfe Gesteins- oder Eisteilchen – um einen Stern, dann wird er durch dessen Strahlung aufgeheizt und strahlt selbst wieder W\u00e4rme ab. Das ist der Grund f\u00fcr den beobachteten Infrarotexzess. Auch in unserem Sonnensystem gibt es Staub – der interplanetare Raum ist nicht vollkommen leer; kleine Staubteilchen findet man \u00fcberall. Und wenn man Gl\u00fcck hat, kann man auch von der Erde aus Sonnenlicht beobachten, das von interplanetaren Staubteilchen reflektiert wurde (das sg. Zodiakallicht<\/a>). In unserem Sonnensystem gibt es allerdings vergleichsweise wenig Staub. Wie oben geschrieben, ist es auch sehr viel \u00e4lter als Beta Pictoris: der Gro\u00dfteil 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<\/em>) war, war sie von einer gro\u00dfen und dichten Scheibe aus Staub und Gas umgeben. Dieser Staub hat sich im Laufe der Zeit zu immer gr\u00f6\u00dferen St\u00fccken zusammengef\u00fcgt bis die sg. Planetesimalen<\/em> entstanden waren. Das sind Gesteinsbrocken, einige dutzend bis hunderte Kilometer gro\u00df, aus denen sp\u00e4ter die Planeten entstanden sind. Die Planetesimale, die bei der Entstehung der Planeten \u00fcbrig geblieben sind, k\u00f6nnen wir heute als Asteroiden<\/em> in unserem Sonnensystem beobachten. Diese Staub- und Gasscheibe nennt man „protoplanetare Scheibe<\/em>“ – eben weil aus ihnen die Planeten entstehen. Man findet sie nat\u00fcrlich nur bei sehr jungen Sternen.<\/p>\n

Allerdings ist das, was wir bei Beta Pictoris finden, keine<\/em> protoplanetare Scheibe! Beta Pictoris ist zwar jung – allerdings schon alt genug damit eine eventuelle Planetenentstehung abgeschlossen w\u00e4re. Das, was man bei Beta Pictoris beobachtet, ist eine sg. Tr\u00fcmmerscheibe bzw. debris disk<\/em>. Sie entsteht aus den Bruchst\u00fccken, die bei den Kollisionen zwischen den Planetesimalen entstehen. Wenn Asteroiden miteinander kollidieren, dann entstehen jede Menge gro\u00dfe und kleine Tr\u00fcmmer; es wird also neuer<\/em> Staub produziert. Wenn es gen\u00fcgend Planetesimale gibt, dann kann dieser Staub als Infrarotexzess beobachtet werden. Wir wissen also, das sehr viele Asteroiden um Beta Pictoris kreisen m\u00fcssen!<\/p>\n

Den Infrarotexzess hat man schon 1983 mit dem Weltraumteleskop IRAS<\/a> entdeckt. Ein Jahr sp\u00e4ter, 1984, gelang es den Astronomen Smith und Terrile<\/a>, diese Tr\u00fcmmerscheibe auch direkt zu beobachten! Es war das erste Mal \u00fcberhaupt, das man so eine Scheibe beobachten und r\u00e4umlich aufl\u00f6sen konnte! Im Laufe der Jahre hat man immer bessere Aufnahmen dieser Scheibe gemacht (bzw. des vom Staub reflektieren Lichts!). Hier ist eine davon:<\/p>\n

<\/p>\n

(NASA) <\/em><\/p>\n

Das sind nat\u00fcrlich nicht die echten Farben, die man am Himmel beobachten kann – das Bild wurde mit Falschfarben eingef\u00e4rbt um die Strukturen besser erkennen zu k\u00f6nnen. Die Scheibe hat eine Ausdehnung von mehr als 1000 astronomischen Einheiten<\/a> und ist damit etwa zehnmal so gro\u00df wie unser Sonnensystem! Weitere Aufnahmen dieser Scheibe zeigten noch weitere Besonderheiten. Man fand, das der Staub in bestimmten Bereichen der Scheibe offensichtlich viel konzentrierter ist als in anderen. Teile der Scheibe waren etwas „verdreht“. Irgendetwas scheint also die Struktur und die Verteilung des Staubs – und damit auch der Asteroiden, die diesen Staub ja verursachen – zu beeinflussen. Betrachten wir noch einmal unser eigenes Sonnensystem. Auch hier gibt es ja jede Menge Asteroiden. Die gr\u00f6\u00dften Ansammlungen dieser Kleink\u00f6rper finden wir zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter (der sg. Hauptg\u00fcrtel<\/a>) und au\u00dferhalb der Bahn von Neptun (der Kuiperg\u00fcrtel<\/a>). Und auch hier sind die Asteroiden nicht gleichm\u00e4\u00dfig verteilt – sondern zeigen Strukturen. Ursache daf\u00fcr ist der gravitative Einflu\u00df der Planeten. Die Anziehungskraft, die die gro\u00dfen Planeten in unserem Sonnensystem auf die Asteroiden aus\u00fcben f\u00fchren also dazu, das sich an bestimmten Stellen mehr Asteroiden befinden als an anderen. Es liegt also nahe zu vermuten, das sich auch bei Beta Pictoris Planeten befinden! Leider kann man die \u00fcblichen Methoden zum Nachweis von Planeten nicht bei Beta Pictoris anwenden – dazu ist der Stern zu hei\u00df und hell. Man kann allerdings theoretische Rechnungen anstellen. Und genau das haben einige Astronomen (unter anderem auch ich<\/a> \ud83d\ude09 ) getan. Dabei untersucht man, wie die Eigenschaften und Bahnen von Planeten aussehen m\u00fcssen, um die Asteroiden auf genau die Art und Weise zu beeinflussen so dass die beobachteten Strukturen im Staub entstehen. Mittlerweile sind die Astronomen davon \u00fcberzeugt, das sich auf jeden Fall ein Planet um Beta Pictoris bewegt – etwa so gro\u00df wie der Jupiter und doppelt so weit von Beta Pictoris entfernt wie der Jupiter von unserer Sonne. Weitere Rechnungen haben gezeigt, das es dort vermutlich noch weitere, kleinere Planeten (etwa so gro\u00df wie Saturn und Neptun) gibt. Irgendwann werden auch die Instrumente so gut geworden sein, das wir diese Planeten auch direkt nachweisen k\u00f6nnen, wenn sie denn tats\u00e4chlich existieren. Bis dahin bleibt Beta Pictoris auf jeden Fall ein faszinierendes Forschungsobjekt – und ein gutes Beispiel daf\u00fcr, was wir aus Staub alles lernen k\u00f6nnen! \ud83d\ude09<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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