Im Sternhaufen der Plejaden, der rund 380 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, haben Astronomen einen jungen Stern entdeckt, der von rund hunderttausend Mal mehr Staub umgeben ist als unsere Sonne. Junge Sterne mit Staub- und Gasscheiben sind auf den ersten Blick nichts besonderes: In diesem Fall ist es jedoch anders.
Gas- und Staubscheiben, die sich bei der Entstehung des Sternsystems bilden, haben eine mittlere Lebensdauer von etwa fünf bis zehn Millionen Jahren: danach sind sie vollständig in Planeten und den zentralen Stern eingegangen oder wurden in den interstellaren Raum geblasen. Der Stern HD 23514, der zum Sternhaufen der Plejaden gehört, ist jedoch deutlich älter: rund 120 Millionen Jahre werden für das Alter des Sternhaufens, und damit für seine einzelnen Sterne, angegeben. Woher also kommt der viele Staub?
Beobachtet wurde bei HD 23514 ein Überschuss an Infrarotstrahlung in einem Wellenlängen-Bereich (Wellenlänge bei ca. 9 Mikrometern), in dem heisse Tektosilikate (wie sie vor allem in der Erdkruste vorkommen) strahlen - auf rund 700 Kelvin wird die Temperatur des Staubes geschätzt, was einer typischen Entfernung von 0.25 bis 2 Astronomischen Einheiten zum Stern entsprechen würde. Staubkörner dieser Grösse sollten in astronomisch kürzester Zeit (wenige 10000 bis 100000 Jahre) auf den zentralen Stern akkretiert werden: sie können sich also noch nicht lange in dieser Position befinden.
Die naheliegendste Erklärung für die Beobachtung liegt nun darin, dass im Orbit um HD 23514 zwei Planeten-Embyros (Protoplaneten) zusammengestossen sind, ähnlich wie damals, als die Erde mit Theia zusammenstiess und dabei der Mond gebildet wurde. Bei einer solchen Kollision sollte auch, haben Modellrechnungen ergeben, eine vergleichbare Menge an Staub freigesetzt werden, die zu den beobachteten Mengen bei HD 23514 passt. Zudem setzen solche Kollisionen vor allem Krusten-Silikate der kollidierenden Körper frei: Die vermuteten Tektosilikate passen also bestens ins Bild. Wenn es sich hingegen um einen "Asteroidengürtel" handeln würde, dessen Asteroiden häufig miteinander kollidieren und so Staub produzieren, würde man eher die häufigeren Olivine und Pyroxene erwarten, die widerum in anderen Wellenlängen strahlen.
So scheint es plausibel, dass HD 23514 von Felsplaneten umgeben ist, die sich gerade in der letzten Phase der Planetenbildung befinden: grosse Protoplaneten kollidieren und bilden letztlich ein Set von terrestrischen Planeten. Diese Beobachtung wurde noch bei mindestens einem weiteren Systemen (genannt BD+20 307) gemacht. Aus einer statistischen Abschätzung lässt sich damit sagen: damit wir so viele dieser "staubreichen" Sternsysteme beobachten können, obwohl die Dauer dieser "staubreichen" Phase nach der Kollision nur wenige 10000 Jahre andauert, muss es wiederum so viele terrestrische Planeten um andere Sterne geben, dass wir praktisch davon ausgehen können, dass die grosse Mehrheit der Sterne über solche terrestrische Planeten verfügt.
ArXiv-Preprint:
"Warm dust in the terrestrial planet zone of a sun-like Pleiad: collisions between planetary embryos?"
