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Sternentwicklung: Staubscheibe um Stern im Ruhestand

Staubscheibe um Kappa Coronae Borealis

Das Weltraumobservatorium Herschel beobachtete erstmals eine staubige Materiescheibe, die einen ausgedienten Stern mittlerer Masse umgibt. Bei dem Stern, kappa Coronae Borealis, handelt es sich um einen Unterriesen mit 1,5 Sonnenmassen, der etwa 2,5 Milliarden Jahre alt ist. Er befindet sich in einer Entfernung von 100 Lichtjahren im Sternbild Nördliche Krone. Bei früheren bodengebundenen Beobachtungen war bereits ein großer Gasplanet mit etwa zwei Jupitermassen entdeckt worden, der den Stern bei einer Distanz von 2,8 AE (Astronomischen Einheiten) umkreist. Ein weiterer Planet, dessen Masse aber noch unbestimmt ist, wird in größerer Entfernung bei mehr als drei AE vermutet. Der Mutterstern hat bereits die Phase des zentralen Wasserstoffbrennens verlassen. Inzwischen hat das Schalenbrennen von Wasserstoff eingesetzt und seine Hülle hat begonnen, sich auf dem Weg zum Roten Riesen auszudehnen.

Was mit der Umgebung solcher aufgeblähten Unterriesensterne passiert, kann bislang nur theoretisch diskutiert werden. Eigentlich sollten Planeten und Asteroiden sowie Kometengürtel um solche Sterne durch deren stellare Entwicklung nicht allzu sehr beeinträchtigt werden, so der derzeitige Stand der Forschung. Allerdings werden Beobachtungen benötigt, um diese Vermutungen zu bestätigen und die Eigenschaften solcher Systeme zu überprüfen. Nun lassen sich aber Exoplaneten gar nicht oder nur in Ausnahmefällen direkt beobachten.

Ein Ansatz ist, bei infraroten Wellenlängen nach Staubscheiben um gealterte Sterne zu suchen, die einst durch Kollisionen zwischen Asteroiden oder Kometen entstanden. Eine solche Staubscheibe hat nun Herschel um kappa Coronae Borealis aufgespürt. Es sei die erste derartige Scheibe um einen Stern im Ruhestand, der außerdem noch mindestens einen Planeten beherbergt, so Amy Bonsor vom Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble und Erstautorin der Studie. Die Scheibe, so die Wissenschaftlerin weiter, habe praktisch den Stern überlebt, ohne zerstört zu werden. Die Entwicklung sei also völlig anders verlaufen als in unserem eigenen Sonnensystem. Dort ist die Staubscheibe während der Phase des so genannten späten schweren Bombardements etwa 600 Millionen Jahre, nachdem die Sonne entstand, größtenteils getilgt worden.

Um ihre Beobachtungen zu interpretieren, haben die Astrophysiker verschiedene Scheibenszenarien modelliert: Demnach könnte der Staub etwa in einer einzigen Scheibe zwischen 20 bis 200 AE verteilt sein oder sich auch in zwei breiten, räumlich getrennten Ringen um 41 AE und 165 AE konzentrieren. Beide Modelle sind mit den vorliegenden Aufnahmen vereinbar. Welches der beiden Szenarien jedoch tatsächlich zutrifft und ob die Staubscheibe noch weitere Überraschungen bereit hält, werden erst detailliertere Beobachtungen klären können.

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  • Quellen
Pressemeldung, ESA, 9. April 2013
Bonsor, A. et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, im Druck; Originalarbeit

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