Die zirkumstellaren Scheiben um junge Sterne bilden Brutstätten für Planeten. Nachdem das Gas in ihnen innerhalb von wenigen Millionen Jahren durch Sternwinde und den Strahlungsdruck fortgeblasen wurde, bleibt in der Regel eine verhältnismäßig transparente Staubscheibe zurück, in der so genannte Planetesimale eingebettet sind und den Stern umlaufen. Das sind oftmals viele kilometergroße Körper, die aus den Staubvorräten entstanden sind und als Vorläufer für spätere Planeten dienen. Ihr weiteres Anwachsen ist durch die weitere Materialansammlung bei aufeinanderfolgenden Kollisionen möglich. Treffen jedoch zwei Körper mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit aufeinander, so können sie sich auch gegenseitig zum Teil zertrümmern und dabei der Scheibe erneut Staub zuführen.

Von einer derartigen Kollision berichteten nun Forscher um Huan Meng von der University of Arizona. Sie beobachteten einen etwa 35 Millionen Jahre jungen sonnenähnlichen Stern, der sich in einer Entfernung von rund 1200 Lichtjahren in dem offenen Sternhaufen NGC 2547 befindet. Dieser heizt die Staubscheibe in seiner Umgebung auf, so dass sie wiederum Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich aussendet. Anfang des Jahres 2013 verzeichneten die Astronomen mit dem Weltraumteleskop Spitzer einen erheblichen Anstieg in der Strahlungsintensität. Gleichzeitige erdgebundene Beobachtungen im Visuellen zeigten, dass das Zentralgestirn selbst konstant in seiner Helligkeit blieb, und erlaubten den Forschern, die Strahlungsanteile der Scheibe von denjenigen des Sterns zu trennen. Aus dem Strahlungsspektrum bestimmten sie die Staubtemperatur zu rund 460 Grad Celsius.

Die Astronomen erklären den Verlauf der Lichtkurve durch eine Kollision eines mindestens 100 Kilometer großen Körpers mit einem sogar noch größeren Objekt. Dabei entstand viel Trümmermaterial, in dem innerhalb von wenigen Stunden Staubkörner mit mittleren Durchmessern von einem Zehntel Millimeter kondensierten. Das schlossen die Forscher aus der Zeitdauer, innerhalb derer die Helligkeit im Verlauf des Jahres langsam wieder abnahm. Im Nachgang des Ereignisses stießen die Körner vielfach gegeneinander und zerstäubten wieder zu Partikeln mit Durchmessern von weniger als einem Mikrometer. Das machte sie anfälliger für den stellaren Strahlungsdruck und sie wurden zunehmend dem System befördert.

Darüber hinaus ließen sich in der Lichtkurve auch periodische Strukturen feststellen. Solche können im Zusammenhang mit der Lage der Scheibe in Bezug zum Beobachter entstehen. Die anfängliche Trümmerwolke zerfließt wegen Scherungseffekten entlang ihrer Bahn um den Stern und wird in die Länge gezogen. Bei einem Blick auf die Kante des Systems ist dann abwechselnd mal mehr und wieder weniger von dem Staub zu sehen. Die Modelle der Astronomen lassen auf einen Umlauf mit einer Periode von rund 71 Tagen schließen. Das entspricht einer Kollisions- und Umlaufentfernung von etwa 0,33 Astronomischen Einheiten. Die Beobachtungen zeigen, wie die Untersuchung von Strahlungsverläufen, ein Bild von Prozessen in protostellaren Scheiben zeichnen kann. Diese Methode kann auch in anderen in ihrer Helligkeit veränderlichen jungen Systemen zum Einsatz kommen und dabei helfen, die Entstehungsphase von Gesteinsplaneten nachzuvollziehen.