Exokometen um nahen Stern aufgespürt

Drei auf einen Streich: Auch der rund 63 Lichtjahre von uns entfernte Stern Beta Pictoris wird von Kometen umkreist, wie Astronomen entdeckt haben. Mithilfe des Weltraumteleskops TESS haben sie gleich drei dieser eisigen Brocken im Orbit dieses jungen Sterns nachgewiesen. Die drei Kometen bestätigen damit Vorhersagen von Astrophysikern und ergänzen die bisher erst spärlichen Beobachtungen solcher Exokometen.

Ob der Halleysche Komet, Hale-Bopp oder PanSTARRS – Kometen sorgen mit ihrem leuchtenden Schweif immer wieder für faszinierende Himmelsschauspiele. Die eisigen Brocken sind aber auch wertvolle Zeugnisse aus der Frühzeit des Sonnensystems und könnten sogar Wasser- und Lebensbringer für die frühe Erde gewesen sein.

Auf der Suche nach Exokometen

Doch wie sieht es mit fremden Sternen und ihren Planetensystemen aus? Gibt es auch dort Kometen? Angesichts der vielen Parallelen solcher Systeme mit unserem eigenen Sonnensystem liegt dies nahe. Doch lange fehlten den Astronomen die Werkzeuge, um solche Exokometen aufzuspüren. Erst mit leistungsfähigen Weltraumteleskopen wie Kepler und TESS hat sich dies geändert. Diese Teleskope detektieren selbst die schwachen Abschattungen im Sternenlicht die von vorüberziehenden Kometen verursacht werden.

Dennoch ist es Astronomen bisher nur bei sehr wenigen nahen Sternen gelungen, erste Indizien für die Passage eines Exokometen zu erbringen. Sebastian Zieba von der Universität Innsbruck und seine Kollegen haben deshalb nun einen der nächsten und hellsten Sterne mit dem Weltraumteleskop TESS ins Visier genommen: Beta Pictoris. Dieser 63 Lichtjahre entfernte Stern war der erste, um den Exoplaneten entdeckt wurden – und auch die Präsenz von Exokometen wird bei ihm schon länger vermutet.

Drei verräterische Abschattungen

Jetzt haben die neuen Beobachtungen mit dem TESS-Teleskop den Beweis dafür geliefert: Anhand der Lichtkurven konnten Zieba und sein Team gleich drei Kometen um Beta Pictoris nachweisen. „Die Daten zeigten einen deutlichen Abfall der Intensität des Sternenlichts“, berichtet Zieba. Alle drei Transits waren zudem nicht periodisch und unterschieden sich in ihrem Verlauf. „Weil diese Kometen fast sicher stark exzentrische Bahnen haben, ist diese Nichtperiodizität nicht sonderlich überraschend“, so die Astronomen.

Aus den Lichtkurven schließen die Astronomen, dass die drei Exokometen den Stern im Abstand von 0,5 bis drei astronomischen Einheiten umkreisen und möglicherweise einen eher kurzen Schweif besitzen. „Was wir sehen, ist nicht der Kometenkern selbst, sondern das Material, das vom Kometen abgeht. Die TESS-Daten sagen uns daher nicht, wie groß die Kometen waren“, erklärt Ziebas Kollegin Konstanze Zwintz.

Mehr Kometen um junge Sterne

Mit diesen Daten haben die Astronomen die schon 1999 vorhergesagte Präsenz von Exokometen um Beta Pictoris nun endgültig bestätigt. Die Astronomen gehen aber davon aus, dass künftig noch deutlich mehr Kometen um fremde Sterne gefunden werden – vor allem durch das Weltraumteleskop TESS. Denn während Kepler vorwiegend ältere Sterne nach Transits abgetastet hat, beobachtet TESS auch jüngere Sterne.

Gerade junge Sterne aber könnten nach gängiger Lehrmeinung noch besonders viele solcher eisigen Brocken enthalten. „Denn wir wissen, dass unser Sonnensystem in jungen Jahren wesentlich mehr Kometen aufwies“, erklärt Zwintz. „Wir gehen daher von weiteren Entdeckungen dieser Art in Zukunft aus.“ (Astronomy and Astrophysics, in press; arXiv:1903.11071v1)

Quelle: Universität Innsbruck