„Das James-Webb-Teleskop: Sind wir allein?“ zu „The Whole Story“ mit Anderson Cooper bietet einen Einblick in das leistungsstärkste Teleskop, das jemals gebaut wurde. Die Show wird am Sonntag, 16. Juni, um 20 Uhr ET/PT auf CNN ausgestrahlt.
In einem nahe gelegenen Sternensystem namens Beta Pictoris kam es in den letzten Jahren wahrscheinlich zu einer Kollision zwischen riesigen Asteroiden, und zwei verschiedene Weltraumobservatorien helfen dabei, die Geschichte zu erzählen.
Das Beta-Pictoris-System, das nur 63 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt, fasziniert Astronomen seit langem aufgrund seiner Nähe und seines Alters.
Während unser Sonnensystem schätzungsweise etwa 4,5 Milliarden Jahre alt ist, gilt Beta Pictoris mit einem Alter von 20 Millionen Jahren als „jugendliches Planetensystem“, sagte die Astronomin Christine Chen, eine Wissenschaftlerin an der Universität Johns Hopkins in Baltimore, die das System mehrere Male beobachtete mal. mal.
„Das bedeutet, dass es sich noch in der Entstehung befindet“, sagte sie während einer Präsentation auf der 244. Tagung der American Astronomical Society in Madison, Wisconsin, am 10. Juni. „Es ist ein teilweise gebildetes Planetensystem, aber es ist noch nicht vollständig.“
Chen beobachtete Beta Pictoris, zu dem zwei bekannte Gasriesenplaneten namens Beta Pictoris b und c gehören, mit dem inzwischen ausgemusterten Spitzer-Weltraumteleskop in den Jahren 2004 und 2005. Damals sahen Chen und seine Kollegen mehrere verschiedene Staubpopulationen im System.
„Deshalb war ich sehr gespannt darauf, dieses System im Jahr 2023 mit dem James Webb-Weltraumteleskop erneut zu beobachten“, sagte Chen. „Und ich hatte wirklich gehofft, das Planetensystem viel detaillierter zu verstehen, und das ist auf jeden Fall das, was wir tun.“
Seit Webb im Jahr 2022 sein Infrarotauge für das Universum öffnete, nutzen Wissenschaftler das Weltraumobservatorium, um in Gas und Staub zu blicken und Supernovae, Exoplaneten und entfernte Galaxien zu untersuchen.
Beim Vergleich der Beobachtungen von Spitzer und Webb stellten Chen und seine Kollegen fest, dass die Daten, die sie 20 Jahre zuvor erfasst hatten, zu einem eher zufälligen Zeitpunkt entstanden waren – und dass zwei der größten Staubwolken inzwischen verschwunden waren.
Chen ist der Hauptautor einer Studie, die Beobachtungen vergleicht und am Montag auf der Konferenz vorgestellt wurde.
„Die meisten JWST-Entdeckungen stammen von Dingen, die das Teleskop direkt entdeckt hat“, sagte der Co-Autor der Studie, Cicero Lu, ein ehemaliger Doktorand der Astrophysik an der Johns Hopkins, in einer Erklärung. „In diesem Fall ist die Geschichte etwas anders, weil unsere Ergebnisse von dem stammen, was JWST nicht gesehen hat.“
Das Team glaubt, dass Spitzers Daten darauf hindeuten, dass ein Paar riesiger Asteroiden kurz vor den Beobachtungen des Systems durch das Teleskop kollidierte.
„Beta Pictoris befindet sich in einem Alter, in dem die Planetenbildung in der terrestrischen Planetenzone immer noch durch riesige Asteroidenkollisionen erfolgt. Was wir hier also sehen könnten, ist im Wesentlichen, wie sich Gesteinsplaneten und andere Körper in Echtzeit bilden“, sagte Chen.
Hinweise auf eine gewaltige Kollision
Als Chen und sein Team zwischen 2004 und 2005 Beta Pictoris beobachteten, sahen sie wahrscheinlich Hinweise auf ein „kollisionsaktives Planetensystem“, aber sie hätten es einfach noch nicht erkannt, erklärte er.
Zusätzlich zu den beiden bekannten Planeten haben frühere Forschungen Hinweise auf Kometen und Asteroiden entdeckt, die in dem jungen System zirkulieren.
Wenn Kometen und Asteroiden kollidieren, erzeugen sie staubige Trümmer und tragen zur Bildung von Gesteinsplaneten bei.
Die Kollision, die sich kurz vor Spitzers Beobachtungen ereignete, habe wahrscheinlich einen massiven Asteroiden in feine Staubpartikel pulverisiert, die kleiner als Pollen oder Puderzucker seien, sagte Chen.
Sie sagte, die erzeugte Staubmasse sei etwa 100.000-mal so groß wie der Asteroid, der die Dinosaurier tötete, und schätzungsweise 6,2 bis 9,3 Meilen (10 bis 15 Kilometer) breit. Der Staub wurde dann durch die Strahlung des Zentralsterns, der etwas heißer als unsere Sonne ist, aus dem Planetensystem geblasen.
Ursprünglich dachten Astronomen, dass kleine Körper kollidierten und die in Beta Pictoris beobachteten Staubwolken im Laufe der Zeit wieder auffüllten. Doch das leistungsstarke Webb-Teleskop konnte keinen Staub entdecken.
Obwohl sich in dem System riesige Gasplaneten gebildet haben, entstehen wahrscheinlich immer noch Gesteinsplaneten.
Astronomen planen weitere Beobachtungen des Systems, um zu sehen, ob weitere Planeten auftauchen. In der Zwischenzeit könnte die Untersuchung des Systems den Astronomen helfen, besser zu verstehen, wie die frühen Tage unseres eigenen Sonnensystems aussahen.
„Die Frage, die wir zu kontextualisieren versuchen, ist, ob dieser gesamte Prozess der Bildung von Erd- und Riesenplaneten häufig oder selten ist, und die noch grundlegendere Frage: Sind Planetensysteme wie das Sonnensystem so selten?“ sagte der Co-Autor der Studie, Kadin Worthen, ein Doktorand der Astrophysik an der Johns Hopkins, in einer Erklärung. „Wir versuchen im Grunde herauszufinden, wie seltsam oder durchschnittlich wir sind.“
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