Auch andere Sonnensysteme haben Kometen-Gürtel

Von Rainer Kayser (dpa)/Markus Brauer

Jenseits der Neptunbahn, im Kuiper-Gürtel, ziehen zahlreiche eisige Himmelskörper ihre Bahnen – von kleinen Eisbrocken über kilometergroße Kometen bis hin zu Zwergplaneten.

74 Kometengürtel im Visier

Wie ein internationales Forscher jetzt zeigt, ist unser Sonnensystem damit keine Ausnahme: Mithilfe zweier großer Teleskopanlagen gelang es den Wissenschaftlern, 74 solche Kometengürtel bei anderen Sternen zu fotografieren. Mindestens jeder fünfte Stern sei von einem solchen Kometengürtel umgeben, schreiben die Forscher im Fachblatt „Astronomy & Astrophysics“.

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Kometen sind Überreste aus der Entstehungszeit des Sonnensystems. Sie bestehen aus einer lockeren Mischung aus Felsbrocken, Eis und gefrorenen Gasen und werden deshalb oft auch als schmutzige Schneebälle bezeichnet. Astronomen gehen davon aus, dass auch andere Sterne nicht nur von Exoplaneten, sondern auch von zahlreichen Exokometen umkreist werden.

Gebilde aus Eis, Staub und Gestein

Kometen – auch Schweifsterne genannt – sind kleine Himmelskörper, die nur wenige Kilometer Durchmesser haben. Sie ziehen einen leuchtenden Schweif aus flüssigem oder festen Material hinter sich her. Wie ihre größeren Vettern, die Asteroiden, sind sie Relikte aus der Zeit, als das Sonnensystem entstand.

Kometen bestehen aus Eis, Staub und Gestein. Der Kometenkern ist oft nur wenige Kilometer groß und wird von der Koma, einer nebeligen Hülle umgeben, die bis zu drei Millionen Kilometern messen kann. Der Schweif, den der Komet wie eine Mähne hinter sich herzieht, kann eine Länge von mehreren 100 Millionen Kilometern erreichen.

Anders als Asteroiden haben Kometen ihren Ursprung in den eisigen äußeren Gefilden des Sonnensystems wie dem Kuipergürtel. Wenn diese eisreichen Brocken dann auf ihren exzentrischen Bahnen bis ins innere Sonnensystem gelangen, heizt die Sonnenwärme sie auf. Als Folge gasen Eise und andere flüchtige Komponenten aus und reißen Staubteilchen mit sich – es entsteht der typische Kometenschweif.

Radioteleskope auf gemeinsamer Suche

Das Team um Luca Matrà von der University of Dublin in Irland hat nun systematisch nach Kometengürteln bei Sternen in der näheren Umgebung unseres Sonnensystems gesucht.

Die Forscher nutzten für ihre Beobachtungen das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), eine aus 66 Radioantennen bestehende Anlage in Chile, sowie das aus sechs Antennen bestehende Submillimeter Array (SMA) auf Hawaii. Die miteinander kombinierten Signale der Radioteleskope lieferten gestochen scharfe Bilder von Kometengürteln um 74 Sterne.

„Die Exokometen stoßen in den Gürteln zusammen“, erläutert Matrà. Dabei entstehen, so der Forscher, immer kleinere Brocken bis hinab zu millimetergroßen Körnchen. Und diese kleinen Körnchen senden Strahlung mit Wellenlängen von einem Millimeter und weniger aus - und genau darauf sind ALMA und SMA spezialisiert.

Überraschend vielfältig

Überrascht waren die Forscher von der Vielfalt der Formen der Kometengürtel. Bei einigen handelt es sich um schmale Ringe ähnlich dem Kuiper-Gürtel im Sonnensystem. „Doch viele sind breit, man kann sie eher als Scheiben statt als Ringe bezeichnen“, erklärt Sebastián Marino von der University of Exeter in Großbritannien.

• Zur Info: Hinter der Umlaufbahn von Neptun beginnt der Kuiper-Gürtel – die unwirtliche, lebensfeindliche äußere Randzone unseres Sonnensystems. In dieser ringförmigen, flachen Region sind neben unzähligen eisigen Gesteinskörpern auch Zwergplaneten wie Pluto, Eris, Sedna und Quaoar beheimatet. Benannt ist der Kuipergürtel nach dem niederländischen Astronomen Gerard Kuiper (1905-1973).

• Dieser stellte im Jahr 1951 die Hypothese auf, dass einige Kometen aus der Region jenseits von Neptun stammen könnten. Das erste Objekt des Kuiper-Gürtels wurde 1992 entdeckt, womit Kuipers Theorie bestätigt wurde. Viele dieser Ringe und Scheiben sind auch nicht kreisförmig, sondern elliptisch. Nach Ansicht der Forscher ein Hinweis auf die Wirkung der Schwerkraft unentdeckter Planeten in diesen Systemen.

Kometen Borisov und Oumuamua

Die Schwerkraft eines Planeten kann Kometen auch aus ihrem System herausschleudern. Sie können dann Jahrmillionen einsam ihre Bahn durchs All ziehen und mitunter ein anderes Planetensystem durchqueren.

So wie der Komet Borisov, der 2019/2020 unser Sonnensystem passierte. Seine hyperbolische Bahn bewies, dass es sich um einen Besucher von einem anderen Stern handelte. Bekannter ist der interstellare Besucher Oumuamua, der 2017 das Sonnensystem durchquerte. Doch bei diesem immer noch rätselhaften Objekt handelte es sich nicht um einen Kometen.

Neue Teleskope sollen Details zeigen

Die Beobachtungen von Matrà und seinen Kollegen geben jetzt erstmals Einblick in die Vielfalt und die Entwicklung von Exokometen bei anderen Sternen. Mit weiteren Großteleskopen wie dem Weltraumteleskop James Webb und dem im Bau befindlichen Extremely Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile hoffen die Astronomen, künftig in die fernen Kometengürtel hineinzoomen zu können und weitere Erkenntnisse über diese Himmelskörper zu gewinnen.