Planetesimalgürtel: Billionen von Kometen in fernen Sonnensystemen entdeckt
Mit der Hilfe des Atacama Large Millimeter Array (Alma) in Chile und des Submillimeter Array (SMA) auf dem Mauna Kea in Hawaii haben Astronomen Kometenringe um 74 fremde Sternensysteme entdeckt(öffnet im neuen Fenster) . Diese Entdeckung weist nicht nur auf die Existenz von Billionen eisiger Exokometen hin, sondern auch auf die Quelle des meisten Wassers in diesen Systemen.
Die entdeckten Kometenringe sind weit von ihren Zentralsternen entfernt. Daher sind sie kalt, mit Temperaturen zwischen -250° bis -150° Celsius. Das von ihnen abgestrahlte Licht mit seinen langen Wellenlängen kann nur von wenigen Teleskopen eingefangen werden.
Optische Teleskope können Wellenlängen im Nanometerbereich registrieren und Weltraumteleskope wie James Webb (JWST) können Infrarotwellenlängen in der Größenordnung von Mikrometern erkennen. Doch die ausgestrahlten Wellenlängen der kalten Objekte betragen etwa einen Millimeter und sind damit zu groß für einige Teleskope.
Kometengürtel sind keine Seltenheit
Das von Alma und SMA entdeckte Submillimeterlicht stammt von unzähligen winzigen, nur millimetergroßen Objekten. Diese wurden bei Kollisionen von größeren Kometenkörpern weggeschleudert .
Diese Art von Gürtel ist bei 20 Prozent der Planetenysteme vorhanden. "Exokometen sind Gesteins- und Eisbrocken von mindestens einem Kilometer Größe, die in diesen Gürteln zusammenstoßen und so die Gesteinskörnchen erzeugen" , erklärte Luca Matrà (Universität Dublin) in einer Presseerklärung vom 17. Januar 2025(öffnet im neuen Fenster) .
In unserem eigenen Sonnensystem beherbergt der Kuipergürtel zahlreiche Eiskörper , von denen sich einige als Kometen auch durch das innere Sonnensystem bewegen. Ihre Herkunftsregion ist etwa 30 bis 55 Astronomische Einheiten (AE) von der Sonne entfernt. (Eine AE beträgt 149,6 Millionen Kilometer, das ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne.).
Die 74 in der Studie beschriebenen sogenannten Planetesimalgürtel befinden sich alle um Sterne, die weniger als 500 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt sind. Sie haben ein unterschiedliches Alter – einige sind gerade erst entstanden, andere sind bereits Milliarden von Jahren alt. Sie befinden sich zwischen einigen Dutzend und Hunderten von AE von ihrem Stern entfernt.
Einige der Gürtel sind geneigt oder länglich – als zerre die Schwerkraft eines oder mehrerer unentdeckter Planeten an ihnen. Die Untersuchung der vertikalen Dicke zeigt den Forschern zufolge zudem indirekt, dass "in diesen Gürteln wahrscheinlich nicht beobachtbare Objekte von 140 Kilometern bis hin zu Mondgröße vorhanden sind" .
"Einige sind schmale Ringe, wie im kanonischen Bild eines 'Gürtels' wie dem Edgeworth-Kuiper-Gürtel unseres Sonnensystems, aber eine größere Anzahl von ihnen ist breit und wahrscheinlich besser als Scheiben denn als Ringe zu beschreiben" , erklärte Koautor Sebastián Marino von der Universität Exeter.
Ein absehbares Muster und ein möglicher Beobachtungsfehler
Dennoch gibt es Muster: Die Anzahl der millimetergroßen Objekte in älteren Planetensystemen nimmt ab, wenn die zusammenstoßenden Exokometen weniger werden. Wenn sich der Gürtel näher an seinem Zentralstern befindet, erfolgt dieser Rückgang schneller.
Es ist möglich, dass hier ein Beobachtungsfehler vorliegt. Kleinere Gürtel, die sich näher an ihrem Stern befinden, wären wärmer und würden daher nicht so stark in Submillimeter-Wellenlängen strahlen. Alma und SMA hätten damit Schwierigkeiten, sie zu entdecken. Dies könnte mit dem JWST weiter verfolgt werden, das wärmere Gürtel aufspüren könnte.
Zur Studie
Die Studie wurde am 17. Januar 2025 in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht: REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars (REASONS) – A population of 74 resolved planetesimal belts at millimetre wavelengths(öffnet im neuen Fenster) .
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