Fomalhauts Staubscheibe mit Herschel und ALMA

2-03_Fomalhaut_Herschel_g — Der Staubring um den Stern Fomalhaut, wie ihn der Infrarotsatellit Herschel bei 70µm Wellenlänge sieht, mit einer Winkelauflösung von 5,7": Ein Sektor strahlt heller, weil der exzentrische Ring hier dem Stern etwas näher liegt. [ESA/Herschel/PACS/DEBRIS consortium]

Der Hauptstern des Südlichen Fischs – Fomalhaut – ist mit 25Lj Abstand einer der sonnennächsten Sterne mit einer markanten Staubscheibe, was ihn schon lange für die Astronomie interessant macht – vor allem wenn es gelingt, die Scheibe räumlich aufzulösen. Praktisch gleichzeitig sind nun zwei neue Ergebnisse publiziert worden, die entscheidende Schlaglichter auf die Prozesse hinter der Entstehung, Aufrechterhaltung und Formgebung der Fomalhaut-Scheibe werfen. Denn dies ist eine lehrbuchmäßige sogenannte »Debris Disk«, die nicht zusammen mit dem bereits rund 200 Mio. Jahre alten Stern entstanden ist, sondern sich später durch Kollisionen unter Himmelskörpern gebildet hat, die sich wiederum zuvor aus einer ursprünglichen zirkumstellaren Scheibe (mit einer Lebensdauer von höchstens 10 Mio. Jahren) geformt hatten. Beobachtungen im fernen Infraroten durch den ESA-Satelliten Herschel von 70µm (hier ist die Scheibe gut aufgelöst) bis 550µm Wellenlänge zeigen sie sehr gleichmäßig hell und ohne Klumpen: Das spricht für eine gleichmäßige Nachlieferung des Staubs und gegen einzelne große Kollisionen als Quelle des Rings, der 133AE bis 153AE Sternabstand hat. Die Staubpartikel des Rings sind offenbar sehr flockig aus kleinen Einheiten aufgebaut: Sie streuen nämlich (sichtbares) Licht als ob sie Dutzende Mikrometer groß wären, aber absorbieren und emittieren es wie ganz feiner Staub von nur Mikrometern Durchmesser.

In ihrer Struktur ähneln sie damit wohl interplanetarem Staub aus dem Sonnensystem, und der stammt von Kometen. Damit erweist sich der Ring als das Produkt eines dynamisch sehr aktiven Systems, bei dem jeden Tag das Äquivalent von 2000 Kometen à 1km bzw. einigen à 10km Größe zerstört wird. Der Ring hat, innen wie außen, ausnehmend scharfe Ränder – das zeigen nunmehr die Aufnahmen des noch im Wachsen begriffenen Radiointerferometers ALMA in Chile. So etwas kann eigentlich nur durch den sogenannten Schäferhund-Effekt erreicht werden, mit dem z.B. im Saturnring kleine Monde die Ringe in Form halten. Bei Fomalhaut müssten das zwei Planeten mit jeweils etwa drei Erdmassen sein, auf die es sonst allerdings keine Hinweise gibt: Der umstrittene Planet, den Hubble gesehen hat, Spitzer aber nicht, ist vermutlich keiner davon, da seine Bahn nicht recht passt.

Daniel Fischer

Arbeit zu den Herschel-Beobachtungen: