Chile: Exozodiakales Licht aufgespürt

Ein internationales Astronomenteam hat das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) bis an seine Grenzen ausgereizt und exozodiakales Licht nahe an der habitablen Zone um neun nahegelegene Sterne entdeckt. Exozodiakales Licht ist Sternlicht, das von Staub reflektiert wird, der aus Kollisionen zwischen Asteroiden und der Verdampfung von Kometen resultiert. Die Anwesenheit so großer Mengen an Staub in den inneren Regionen um einige Sterne könnte in der Zukunft ein Hindernis bei der direkten Abbildung von erdähnlichen Planeten darstellen.

Die Astronomen beobachteten 92 nahegelegene Sterne mit dem Very Large Telescope Interferometer (VLTI) im nahen Infrarotlicht, um exozodiakales Licht von heißem Staub nahe ihrer habitablen Zonen zu untersuchen und kombinierten die neuen Daten mit früheren Beobachtungen. Um neun der untersuchten Sterne konnte sehr helles exozodiakales Licht beobachtet werden, das durch das Leuchten der heißen exozodiakalen Staubkörner oder durch die Reflektion von Sternlicht an diesen Staubkörnern erzeugt wird.

Von dunklen Beobachtungsorten auf der Erde sieht das Zodiakalicht wie ein schwacher, diffuser weißlicher Schein aus, den man am Nachthimmel nach dem Ende der Abenddämmerung oder vor Beginn der Morgendämmerung sehen kann. Er wird durch die Reflektion des Sonnenlichts an kleinen Partikeln hervorgerufen und scheint sich von der Sonne aus auszubreiten. Dieses reflektierte Licht ist nicht nur von der Erde aus sichtbar, sondern kann überall im Sonnensystem beobachtet werden.

Der glimmende Schein, der in dieser neuen Studie betrachtet wird, ist eine viel extremere Version desselben Phänomens. Zwar ist dieses exozodiakale Licht – Zodiakallicht in anderen Sternsystemen – schon zuvor beobachtet worden, aber dies ist die erste große, systematische Studie dieses Phänomens um nahegelegenene Sterne.

Im Gegensatz zu früheren Messungen beobachtete das Team keinen Staub, der sich später zu Planeten zusammenklumpt, sondern Staub, der durch Kollisionen zwischen Planetenbruchstücken von einigen wenigen Kilometern Größe erzeugt wird – Objekten, die als Planetesimale bezeichnet werden und die den Asteroiden und Kometen des Sonnensystems ähnlich sind. Staub dieser Art ist auch der Ursprung des Zodiakallichts im Sonnensystem.

Die Entdeckung schwachen Staubs nahe an dem blendenden Zentralstern erfordert hochauflösende Beobachtungen mit Interferometern von hohem Kontrast. Interferometrie – die das Licht kombiniert, das genau zur selben Zeit mit mehreren Teleskopen gesammelt worden ist – durchgeführt im Infrarotlicht, ist soweit die einzige Technik, die es erlaubt, diese Art Systeme zu entdecken und zu untersuchen. Nur indem sie das VLTI in Sachen Präzision und Effektivität bis an seine Grenzen brachten, war es dem Wissenschaftlerteam möglich, eine zehnfach bessere Leistung als alle anderen Instrumente der Welt zu erreichen.

Für jeden der untersuchten Sterne verwendete das Team die VLT-Hilfsteleskope mit 1,8 Metern Durchmesser, um Licht in das VLTI zu bringen. Wo starkes exo-zodiakales Licht vorhanden war, konnten sie auch die ausgedehnten Staubscheiben vollständig auflösen und deren schwaches Leuchten vom dominanten Licht des Sternes zu trennen.