Von heißem Staub umgeben

Von heißem Staub umgeben

Physik-News vom 06.10.2020

Internationales Forschungsteam unter CAU-Beteiligung beobachtet heiße Staubringe um Sterne in neuem Wellenlängenbereich.

Sie sind so nah an Sternen, dass sie bis zu 1.000 Grad Celsius heiß werden: Das Phänomen der heißen Staubringe – eine Ansammlung von submikrometergroßen Partikeln in unmittelbarer Nähe von Sternen – wurde 2006 das erste Mal außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Doch aufgrund ihrer geringen Größe sind die Staubpartikel schwierig zu beobachten und ihr Ursprung bislang ungeklärt. Zum ersten Mal konnte dieses Phänomen jetzt mit der extrem hohen Auflösung des Beobachtungsinstruments MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared Spectro Scopic Experiment) am Paranal Observatory der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile in einem neuen Wellenlängenbereich beobachtet werden. Beteiligt war auch die Arbeitsgruppe Stern- und Planetenentstehung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Ihre Ergebnisse, die kürzlich im Fachmagazin Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters erschienen sind, liefern zentrale Grundlagen für weitere Studien um das Phänomen dieser Staubringe zu erklären.


2635 Meter über dem Meeresspiegel bietet das Paranal Observatory der ESO an der chilenischen Küste beste Bedingungen für astronomische Beobachtungen. G.Hüdepohl

Publikation:


First L band detection of hot exozodiacal dust with VLTI/MATISSE
F. Kirchschlager, S. Ertel, S. Wolf, A. Matter and A. V. Krivov
MNRAS, 499, L47

DOI: 10.1093/mnrasl/slaa156



Einzigartige Beobachtungen in einem bisher nicht zugänglichen Wellenlängenbereich

Staubringe, auch „Staubscheiben“ oder „Trümmergürtel“ genannt, bilden sich durch die Kollisionen von Geröll und Kleinkörpern, die nach der Entstehung von Planeten übrigbleiben – so viel ist seit einigen Jahrzehnten bekannt. In unserem Sonnensystem ist eine solche Ansammlung zum Beispiel zwischen der Mars- und Jupiterbahn zu finden, der sogenannte „Asteroidengürtel“. Rätsel geben jedoch die 2006 erstmals entdeckten heißen Staubringe auf. Wie konnten sie sich unter den hohen Temperaturen, denen sie so nah an den Sternen ausgesetzt sind, bilden und über Milliarden Jahre bestehen?


Das Beobachtungsinstrument MATISSE der Europäischen Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) kombiniert Daten von vier Infrarot-Teleskopen und erreicht so eine extrem hohe Auflösung. Kieler Forschende haben es mitentwickelt und jetzt zur Untersuchung von heißen Staubringen um Sterne genutzt. Copyright:

Genaue Informationen über ihre räumliche Struktur und stoffliche Zusammensetzung könnten helfen, das Phänomen der heißen Staubringe und ihrer Entstehung besser zu verstehen. Die jetzt veröffentlichten Beobachtungen mit MATISSE sind ein zentraler Schritt dahin, hoffen die Forschenden. “Wir konnten die heißen Staubringe nicht nur mit einer hohen Auflösung beobachten, sondern auch im Wellenlängenbereich um drei Mikrometer, in dem diese Ringe besonders hell strahlen“, sagt Sebastian Wolf, Professor für Astrophysik und Leiter der Arbeitsgruppe Stern- und Planetenentstehung an der CAU. „Dieser Bereich war mit bisherigen Beobachtungsinstrumenten nicht zugänglich und erlaubt uns jetzt einen einzigartigen Einblick in dieses Phänomen.“



Erste publizierte Daten des Instruments nach zwölf Jahren Entwicklungszeit

Wolfs Arbeitsgruppe war Teil des internationalen Konsortiums von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Deutschland, Frankreich, den Niederlanden und Österreich, die das Beobachtungsinstrument MATISSE zwölf Jahre lang entwickelt hatten. 2019 ging das weltweit leistungsfähigste interferometrische Instrument für den mittleren Infrarotbereich am VLTI (Very Large Telescope Interferometer) an der ESO in Chile in Betrieb. Bis zu vier Teleskope können genutzt werden, um die Infrarotstrahlung von Himmelsobjekten zu erfassen. Bezeichnet wird diese Messmethode als Interferometrie. Die Forschenden erhalten also keine unmittelbaren Aufnahmen der Objekte, sondern die technischen Messdaten lassen Rückschlüsse auf ihre Erscheinungsform und Eigenschaften zu. Durch die Kombination von vier Teleskopen erreicht MATISSE eine enorme Auflösung, die der eines 200 Meter langen Teleskopes entsprechen würde. Mit der bisher unerreichten Präzision von MATISSE sind Einblicke in die frühste Entwicklung von Planeten und letztendlich der Entstehung des Sonnensystems möglich.



Auf diese Weise beobachtete das Forschungsteam, an dem neben der CAU auch Forschende des University College London, des Large Binocular Telescope Observatory in Tucson (USA) sowie der Universitäten Arizona, Cˆote d’Azur und Jena beteiligt waren, den Stern „Kappa Tucanae“. Er befindet sich im Sternbild „Tukan“, das nur auf der Südhalbkugel zu sehen ist. Der Stern ist etwa zwei Milliarden Jahre alt – weniger als halb so alt wie unsere Sonne – und etwa 69 Lichtjahre von der Erde entfernt. Anhand der erhobenen Daten konnten die Forschenden die genaue Lage des Staubrings um „Kappa Tucanae“ sowie die Eigenschaften des Staubs ermitteln.

Grundlage für die weitere Suche nach dem Ursprung der Staubringe

„Diese Informationen sind wichtige Voraussetzungen für die Suche nach dem Ursprung des Phänomens“, sagt Erstautor Dr. Florian Kirchschlager, ehemaliger Wissenschaftlicher Mitarbeiter in Wolfs Arbeitsgruppe und mittlerweile am University College London beschäftigt. „Dass es auch die ersten Daten des Instruments sind, die überhaupt publiziert wurden, freut uns natürlich besonders.“ Kirchschlager erstellte im Rahmen seiner Forschungen an der CAU die Machbarkeitsstudie zu den Beobachtungen an „Kappa Tucanae“. Denn Staubringe sind im astronomischen Sinne nicht nur winzig, sondern auch verhältnismäßig leuchtschwach. „Damit haben sie selbst MATISSE vor besondere Herausforderungen gestellt. Dass die Beobachtungen trotzdem geglückt sind, unterstreicht das einzigartige Potential des Instruments“, betont Mitautor Dr. Steve Ertel, der als Doktorand in Wolfs Arbeitsgruppe an Trümmerscheiben forschte und mittlerweile an der University of Arizona tätig ist.

„Die jetzt gesammelten und ausgewerteten Beobachtungsdaten bilden die Grundlage für unsere weitere Forschung an einem Erklärungsmodell für die heißen Staubringe“, sagt Wolf, Vizesprecher in der Forschungsgruppe 2285 „Trümmerscheiben in Planetensystemen“, die an der Friedrich-Schiller-Universität Jena angesiedelt ist unter dem Sprecher Professor Alexander Krivov.

Diese Newsmeldung wurde mit Material der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel via Informationsdienst Wissenschaft erstellt



   52 Meldungen
25.11.2020
Sterne - Teilchenphysik
Der Sonne ein Stück näher
Der Borexino-Kollaboration, an der auch Wissenschaftler der TU Dresden beteiligt sind, ist es nach über 80 Jahren gelungen, den Bethe-Weizsäcker-Zyklus experimentell zu bestätigen.
19.11.2020
Sterne - Astrophysik - Physikgeschichte
Entfernungen von Sternen
1838 gewann Friedrich Wilhelm Bessel das Wettrennen um die Messung der ersten Entfernung zu einem anderen Stern mit Hilfe der trigonometrischen Parallaxe - und legte damit die erste Entfernungsskala des Universums fest.
13.11.2020
Sonnensysteme - Sterne
Unser Sonnensystem entstand in weniger als 200.000 Jahren
Die Entstehung des Sonnensystems liegt zwar schon lange zurück, aber es war kein außergewöhnlich langer Prozess, wie Forscher der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster in Zusammenarbeit mit internationalen Kollegen herausfanden.
12.10.2020
Sterne - Schwarze_Löcher
Tod durch Spaghettisierung: Die letzten Momente eines von einem schwarzen Loch verschlungenen Sterns
Astronomen haben mit Teleskopen der Europäischen Südsternwarte (ESO) und anderer weltweit tätiger Organisationen einen seltenen Lichtblitz von einem Stern entdeckt, der von einem supermassereichen schwarzen Loch zerrissen wird.
06.10.2020
Planeten - Sterne
Von heißem Staub umgeben
Internationales Forschungsteam unter CAU-Beteiligung beobachtet heiße Staubringe um Sterne in neuem Wellenlängenbereich.
28.09.2020
Milchstraße - Sterne
Treffen der Generationen im Herzen der Galaxis
Das Zentrum unserer Heimatgalaxie gehört zu den sternreichsten Gebieten des bekannten Universums.
22.09.2020
Sterne
Sternflecke: So kommen sonnenähnliche Sterne auf Touren
Sternfleckengruppen, die bevorzugt in großen Clustern auftreten, könnten die Ursache für starke Helligkeitsschwankungen sonnenähnlicher Sterne sein.
16.09.2020
Sterne - Teilchenphysik
Rätselhaftes Doppel im Weltraum
Doppelsterne sind Astrophysikerinnen und -physikern gut bekannt.
15.09.2020
Sonnensysteme - Sterne
Sonnenzyklus 25 hat begonnen
Seit Dezember 2019 nimmt die Aktivität der Sonne wieder zu, wie die NASA jetzt bekannt gibt. Dies stimmt mit Vorhersagen überein, zu denen MPS-Forscher beigetragen haben.
01.09.2020
Sterne
Europas größtes Sonnenteleskop GREGOR enthüllt magnetische Details der Sonne
Das größte europäische Sonnenteleskop GREGOR, das von einem deutschen Konsortium betrieben wird und sich am Teide Observatorium in Spanien befindet, hat gestochen scharfe Bilder der Feinstruktur der Sonne aufgenommen.
27.07.2020
Milchstraße - Sterne - Astrophysik
RAVE: Mehr als ein Jahrzehnt lang Untersuchung der Bewegung von Sternen in der Milchstraße
Wie bewegen sich die Sterne in unserer Milchstraße? Mehr als ein Jahrzehnt lang untersuchte RAVE, eine der ersten und größten systematischen spektroskopischen Himmelsdurchmusterungen, die Bewegung von Sternen in der Milchstraße.
13.07.2020
Sterne
Massereiche Sternembryos wachsen in Schüben
Die Versorgung von massereichen Sternembryos mit Nahrung aus ihrer umgebenden Scheibe aus Gas und Staub war lange Zeit ein Rätsel.
06.07.2020
Galaxien - Planeten - Sterne
Kosmischer Stoßverkehr in der Stern- und Planetenentstehung
Das molekulare Gas in Galaxien ist in einer hierarchischen Struktur angeordnet.
01.07.2020
Sterne - Teilchenphysik
Doppelstern als kosmischer Teilchenbeschleuniger
M
30.06.2020
Sterne
Das Verschwinden eines massereichen Sterns
Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) haben Astronomen das Fehlen eines instabilen massereichen Sterns in einer Zwerggalaxie aufgedeckt.
29.06.2020
Sterne
Beteigeuze - Ein Riese mit Makeln
Beteigeuze, der helle Stern im Sternbild Orion, faszinierte Astronomen in den letzten Monaten wegen seines ungewöhnlich starken Helligkeitsabfalls.
11.06.2020
Sonnensysteme - Sterne - Exoplaneten
Vier neugeborene Exoplaneten von eigener Sonne gegrillt
Ein Team des Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) hat das Schicksal des jungen Sterns V1298 Tau und seiner vier Exoplaneten untersucht.
30.04.2020
Sterne
Sonne weniger aktiv als vergleichbare Sterne
Eine Analyse 369 sonnenähnlicher Sternen zeigt, dass die Helligkeitsschwankungen der Sonne ausgesprochen schwach sind.
21.01.2019
Sterne
Nur ein flüchtiger Moment
Der schwache, vergängliche Glanz, der vom Planetarischen Nebel ESO 577-24 ausgeht, ist nur von kurzer Dauer – etwa 10.000 Jahre, astronomisch gesehen ein Augenzwinkern.
08.01.2019
Galaxien - Sterne
Neue Einblicke in die Sternenkinderstube im Orionnebel
Team unter Kölner Beteiligung zeigt: Winde eines jungen Sternes verhindern die Bildung neuer Sterne in der Nachbarschaft / Publikation in Nature.
12.12.2018
Sterne - Exoplaneten
Tanz mit dem Feind
B
19.11.2018
Sterne - Teilchenphysik
Kosmische Schlange
Das VISIR-Instrument des VLT der ESO hat dieses atemberaubende Bild eines neu entdeckten, massereichen Dreifachsternsystems aufgenommen. Nach der altägyptischen Gottheit Apep benannt, ist dies vielleicht die erste Entdeckung eines Vorläufers eines Gammastrahlenausbruchs.
14.11.2018
Sterne - Exoplaneten
Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft
Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtahre entfernten Barnards Stern einen Planeten nachzuweisen, der gut drei Mal so viel Masse wie die Erde aufweist und ähnlich kalt wie der Saturn ist.
08.10.2018
Galaxien - Sterne
Eine Reise zum Anbeginn der Zeit
Im Rahmen des „Pristine Survey“ sucht und erforscht ein internationales Team die ältesten Sterne unseres Universums.
25.09.2018
Kometen_und_Asteroiden - Sterne
Mögliche Heimatsterne für das interstellare Objekt ‘Oumuamua
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Coryn Bailer-Jones vom Max-Planck-Institut für Astronomie hat die Bahn des interstellaren Objekts Oumuamua zu mehreren möglichen Heimsternen zurückverfolgt.
13.09.2018
Milchstraße - Sterne
Die Geburtsstätten der Sterne in unserer Milchstraße
Ein Team internationaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter der Leitung von Ivan Minchev am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) hat einen Weg gefunden, die Geburtsorte von Sternen in unserer Galaxie zu ermitteln.
28.06.2018
Galaxien - Sterne - Astrophysik
Fingerabdruck für Spurensuche im All
Physiker der Universität Innsbruck sind Stickstoff-Molekülen im Weltall auf der Spur.
26.06.2018
Sterne - Astrophysik
Frankfurter Physiker präzisieren Größe von Neutronensternen space
Der Vergleich von milliarden theoretischen Modellen mit Gravitationswellen-Messungen führt zur Lösung eines alten Rätsels.
13.06.2018
Sterne - Exoplaneten
ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern
Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296 befinden.
12.06.2018
Sterne - Astrophysik - Teilchenphysik
Die wahre Macht des Sonnenwinds
Elektrisch geladene Teilchen von der Sonne schlagen mit großer Wucht auf Monden und Planeten ein. Was dabei passiert, lässt sich durch neue Forschungsergebnisse der TU Wien erklären.
16.05.2018
Galaxien - Sterne
ALMA und VLT finden Hinweise auf Sternentstehung nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall
Astronomen haben anhand von Beobachtungen des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Arrays (ALMA) und des Very Large Telescope (VLT) der ESO festgestellt, dass die Sternentstehung in der weit entfernten Galaxie MACS1149-JD1 in einem unerwartet frühen Stadium begann, nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall.
11.04.2018
Sterne
SPHERE enthüllt faszinierende Vielfalt von Scheiben um junge Sterne
ESO-Bildveröffentlichung (Garching): Neue Bilder des SPHERE-Instruments am Very Large Telescope der ESO zeigen in nie gekannter Detailgenauigkeit die Staubscheiben, die junge Sterne in unserer kosmischen Nachbarschaft umgeben.
26.02.2018
Milchstraße - Sterne
Sterne am Rande der Milchstraße - Kosmische Eindringlinge oder Opfer galaktischer Vertreibung?
Astronomen haben eine kleine Population von Sternen im Halo der Milchstraße untersucht und dabei festgestellt, dass ihre chemische Zusammensetzung derjenigen der galaktischen Scheibe nahe kommt.
15.11.2017
Sterne - Exoplaneten
Nächstgelegener Planet mit gemäßigten Temperaturen um ruhigen Stern entdeckt
In nur 11 Lichtjahren Entfernung von unserem Sonnensystem hat ein Forscherteam mit dem einzigartigen Planetenjäger-Instrument HARPS einen gemäßigten, erdähnlichen Planeten entdeckt.
03.11.2017
Milchstraße - Sterne
ALMA entdeckt kalten Staub um nächstgelegenen Stern
Astronomen haben mit dem ALMA-Observatorium in Chile kalten Staub um unseren nächsten Nachbarstern Proxima Centauri entdeckt.
11.07.2017
Planeten - Sterne
Ungewöhnliches Planetensystem um schnell rotierenden Stern wirft Fragen zur Planetenentstehung auf
Astronomen haben einen seltenen warmen, massereichen jupiterartigen Planeten entdeckt, der einen extrem schnell rotierenden Stern umkreist.
30.06.2017
Galaxien - Sterne
Schärfster Radioblick in ferne Sternentstehungsgebiete
Wie in menschlichen Zivilisationen schwankte auch bei Sternen die Geburtenrate im Lauf der Zeit.
30.06.2017
Sterne - Astrobiologie
ALMA entdeckt Bausteine für Leben um jungen sonnenähnlichen Stern
Bei der Beobachtung von sonnenähnlichen Sternen, die sich noch in sehr frühen Entwicklungsstadien befinden, haben Forscher mit ALMA Spuren von Methylisocyanat gefunden – einem chemischen Bestandteil für die Entwicklung von Leben.
13.10.2016
Milchstraße - Sterne
Wie das Herz der Milchstraße vor Urzeiten entstand
Im Zentrum der Milchstraße wurden zum ersten Mal sehr alte Sterne des Typs RR Lyrae entdeckt.
20.09.2016
Sonnensysteme - Planeten - Sterne
Geben Planeten der Sonne den Takt vor?
Die Sonnenaktivität wird vom Magnetfeld der Sonne bestimmt.
31.08.2016
Sterne - Exoplaneten
Planet in bewohnbarer Zone um nächstgelegenen Stern gefunden
Mit Teleskopen der ESO und anderen Einrichtungen ist es Astronomen gelungen, einen klaren Hinweis auf einen Planeten zu finden, der den nächsten Stern zur Erde, Proxima Centauri, umkreist.
05.05.2016
Sterne - Exoplaneten
Drei potenziell bewohnbare Welten um benachbarten sehr kühlen Zwergstern
Astronomen haben mit dem TRAPPIST-Teleskop am La Silla-Observatorium der ESO drei Planeten entdeckt, die einen sehr kühlen Zwergstern umkreisen, der nur 40 Lichtjahre von der Erde entfernt ist.
25.11.2015
Sterne
Riesenstern beim Abnehmen auf frischer Tat ertappt
Astronomen ist mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO die bisher detailreichste Aufnahme des Hyperriesensterns VY Canis Majoris gelungen.
23.11.2015
Milchstraße - Sterne
Der heißeste weiße Zwergstern der Galaxis
Astronomen der Universitäten Tübingen und Potsdam orten sterbenden Stern sowie intergalaktisches Gas, das in die Milchstraße stürzt
11.11.2015
Sterne
Der leuchtende Halo eines Zombie-Sterns
Zum ersten Mal konnte ein internationales Astronomenteam mit dem Very Large Telescope am Paranal-Observatorium der ESO in Chile die Überbleibsel einer verhängnisvollen Begegnung zwischen einem toten Sterns und einem Asteroiden durch genau beobachten.
09.11.2015
Galaxien - Sterne
Der letzte Kuss zweier Sterne
Ein internationales Astronomenteam hat mit dem Very Large Telescope der ESO den bislang heißesten und massereichsten bekannten Doppelstern entdeckt.
28.03.2015
Milchstraße - Sterne - Physikgeschichte
Rätselhafte Explosion aus dem 17. Jahrhundert durch Sternkarambolage erklärt
Das APEX-Teleskop konnte zeigen, dass ein "neuer" Stern, den europäische Astronomen im Jahr 1670 aufleuchten sahen, keine gewöhnliche Nova darstellte
18.02.2015
Sterne
Der seltsame Fall des verschollenen Zwerges
Bislang gingen Astronomen davon aus, dass ein Brauner Zwerg den ungewöhnlichen Doppelstern V471 Tauri begleitet
13.02.2015
Sterne
Geburt eines Sternenquartetts
Ein internationales Forschungsteam hat im All etwas Aussergewöhnliches entdeckt: Ein sich neu formierendes Sternensystem, das aus Teilen einer fadenförmigen Gaswolke hervorgeht.
10.02.2015
Galaxien - Sterne
Katastrophales Ende einer Sternpartnerschaft
Astronomen haben mit Teleskopen der ESO und auf den kanarischen Inseln zwei überraschend massereiche Sterne im Zentrum des Planetarischen Nebels Henize 2-428 entdeckt, die sich gegenseitig umkreisen
16.09.2013
Sterne
Forscher zeigen, warum manche Sterne so schön sterben
Wie sich die wohl prachtvollsten Objekte im Weltall bilden, zeigt eine neue Studie. Am Ende ihres Lebens verwandeln sich Sterne zu schönsten Objekten.
23.08.2013
Schwarze_Löcher - Sterne - Klassische Mechanik
Turbulenzen im Kosmos lassen Sterne und Schwarze Löcher wachsen
Wie sich Sterne und Schwarze Löcher im Universum aus rotierender Materie bilden können, ist eine der großen Fragen in der Astrophysik.

News der letzten 7 Tage     1 Meldungen


30.11.2020
Monde - Astrophysik
Laborexperimente könnten Rätsel um Mars-Mond Phobos lösen
Was lässt die Oberfläche des Mars-Monds Phobos verwittern? Ergebnisse der TU Wien liefern wichtige Erkenntnisse, bald soll eine Weltraummission Gesteinsproben nehmen.