Was für ein staubiges Sonnensystem haben wir! Hier haben sich die Astronomen im Chaos versteckt

Das Sonnensystem ist ein staubiger Ort und es scheint, dass sich immer noch Geheimnisse zwischen den inneren Planeten verstecken. Wenn sich Staub in unserem Planetensystem festsetzt, kann er sich in Ringe bilden, die die Sonne umgeben, da das Material den Bahnen der inneren Planeten folgt. Durch das Studium dieser Strukturen können Astronomen einige der Geheimnisse des frühen Sonnensystems aufdecken. Nun wurden gerade zwei neue Entdeckungen über diese Strukturen gemacht - zufällig.

Staub in unserem Sonnensystem besteht aus Trümmern von Asteroiden-Kollisionen, Kometenschutt und den verbleibenden Materialresten aus der Entstehung unserer Planetenfamilie. Ein Großteil dieses Materials befindet sich in Ringen, die über den Umlaufbahnen der Venus und der Erde liegen. Nun haben Astronomen nach dem Planeten Merkur einen Staubring gefunden sowie Hinweise auf eine bislang unbekannte Ansammlung von Asteroiden im Staubgürtel nach Venus.

"Wir sind keine wirklich staubigen Menschen. Der Staub in der Nähe der Sonne zeigt sich nur in unseren Beobachtungen, und im Allgemeinen haben wir ihn weggeworfen", sagte Russell Howard, ein Solarwissenschaftler am Naval Research Laboratory.

Es sieht jetzt so aus, als ob Staubringe den Merkur sowie Venus und Erde umgeben, und Venus hat möglicherweise eine eigene Asteroiden-Sammlung, wie im Konzept dieses Künstlers zu sehen ist. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA / Mary Pat Hrybyk-Keith

Die Astronomen suchten ironischerweise nach einem staubfreien Bereich des inneren Sonnensystems, als sie auf diese neuen Entdeckungen stießen. Theorien über die Entstehung unseres Planetensystems legen nahe, dass Gebiete in der Nähe der Sonne weitgehend staubfrei sein sollten, da das Material in dieser Region vor langer Zeit durch den Sonnendruck verdrängt worden wäre. Die Untersuchung dieser Strukturen von der Erde aus ist jedoch eine Herausforderung, da der Staubring, der unseren eigenen Planeten umgibt, die Beobachtungen übertönt. Dies lässt den Anschein erwecken, dass der Raum im inneren Sonnensystem staubiger ist als in Wirklichkeit.

Um dieses Problem zu umgehen, verwendeten die Forscher Bilder des interplanetaren Weltraums, die vom Satelliten STEREO (Solar and Terrestrial Relations Observatory) gewonnen wurden. Dieses Observatorium sieht Licht von der Korona (Atmosphäre) der Sonne sowie reflektiertes Licht von Staub. Das Staublicht ist jedoch 100 Mal heller als das von der Korona gesehene.

Asteroiden, die miteinander kollidieren, können Staub erzeugen, der von der Schwerkraft von Planeten aufgefangen werden kann und Ringe bildet. Imagegutschrift: Das Konzeptionslabor Goddard Space Flight Center der NASA

Die Astronomen hofften, diese Daten nutzen zu können, um Modelle für zukünftige Daten der Parker-Sonnensonde vorzubereiten, die sich derzeit um die Sonne dreht und sich in einer für die Beobachtung unseres Stammsterns geeigneten Umlaufbahn befindet. Ihr Gedanke war, wenn sie einen Weg finden könnten, Staub in ihren Daten zu identifizieren, könnten sie ihn beseitigen, was eine ablenkungsfreie Untersuchung der Korona der Sonne beweist. Wenn sie außerdem eine Region fanden, in der alles Licht nur von der Corona kam, dann hätten sie die hypothetische staubfreie Zone im inneren Sonnensystem gefunden. Was sie jedoch fanden, war unerwartet - eine Spur von Staub, die den Planeten Merkur hinter sich ließ.

Dies ist das erste Mal, dass Astronomen die Region des Sonnensystems aus nächster Nähe aus erster Hand untersucht haben. Die Parker Solar Probe ist der Sonne bereits näher gekommen als jedes andere Raumschiff und wird mit der Fortsetzung ihrer revolutionären Mission noch näher kommen.

Merkur, etwas mehr als 4.800 Kilometer breit, wird durch den Staubpfad, in dem er umläuft, in den Schatten gestellt, von dem Forscher glauben, dass er 15 Millionen Kilometer misst.

„Es war keine isolierte Sache. Rund um die Sonne konnten wir unabhängig von der Position des Raumfahrzeugs die Staubhelligkeit oder -dichte um fünf Prozent erhöhen. Das besagte etwas war da und es ist etwas, das sich rund um die Sonne erstreckt “, sagte Howard.

Bis dieser Befund veröffentlicht wurde, glaubten die Astronomen, dass Merkur zu klein und nahe an der Sonne war, um einen Staubring zu haben, der diese Welt begleitete. Dies war jedoch nicht der einzige unerwartete Fund, den Astronomen kürzlich erlebt haben.

Der Staubring, der die Erde begleitete, wurde vor 25 Jahren entdeckt, und Venus hatte 2007 eine ähnliche Struktur (eine Entdeckung, die später durch Daten des STEREO-Raumfahrzeugs 2013 bestätigt wurde). Die Forscher fanden heraus, dass der Staubring auf der Umlaufbahn der Erde das Ergebnis von Kollisionen zwischen Körpern im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter war.

Computermodelle zeigten jedoch, dass ein Staubring um die Venus, der durch diese Methode gebildet wurde, den Beobachtungen nicht entspricht. Die einzige Möglichkeit, eine solche Struktur zu bilden, wäre, wenn Venus von einer bisher unbekannten Asteroiden-Sammlung begleitet würde.

Der Staub, der die Umlaufbahn der Venus umgibt, ist dünn - nur 10 Prozent dichter als die Staubkonzentration im umgebenden Raum, und die größten Stücke sind ungefähr so ​​groß wie ein Materialkorn aus Schleifpapier. Die Struktur ist jedoch massiv und misst fast 26 Millionen Kilometer (16 Millionen Meilen) hoch und fast 10 Millionen Kilometer (6 Millionen Meilen) breit. Wenn sie zu einem Körper zusammengefasst werden, würde dieses Material einen Asteroid mit einem Durchmesser von mehr als drei Kilometern bilden.

Um die Sterne herum wurden Staubringe beobachtet, die den Astronomen die Möglichkeit bieten, die Entstehung von Sonnensystemen zu untersuchen. Diese neuen Erkenntnisse könnten genutzt werden, um Beobachtungen in benachbarten Sternsystemen besser zu verstehen.

Der nächste Schritt, näher an der Heimat, besteht darin zu sehen, ob tatsächlich eine Sammlung von Asteroiden gefunden wird, wenn sie der Venus auf ihrem Weg um die Sonne folgt und Computermodelle bestätigt.