Woher kommen die Silikatkristalle in Kometen? Beobachtungen eines jungen Sterns und eine neue Theorie liefern eine Antwort

Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern

Heidelberg/Split (Kroatien) - Einem internationalen Forscherteam ist es erstmalig gelungen, die Entstehung von Silikatkristallen bei einem jungen Stern zu beobachten. Wie die Astronomen in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Nature" berichten, haben sich die Kristalle bei einem Strahlungsausbruch des Sterns gebildet. Ebenfalls in "Nature" beschreibt ein kroatischer Wissenschaftler, wie die Silikatkristalle in der den Stern umgebenden Gas- und Staubscheibe nach außen wandern können. Beide Arbeiten zusammen liefern damit einen neuen Erklärungsansatz für die Existenz derartiger Kristalle in Kometen.

Seit zwei Jahrzehnten suchen die Astronomen nach einer Erklärung für die Existenz kristalliner Silikate in Kometen: Während Kometen in den äußeren, kalten Bereichen der protoplanetarischen Gas- und Staubscheibe entstehen, benötigen Silikatkristalle hohe Temperaturen für ihre Entstehung. Péter Ábrahám vom Konkoly-Observatorium in Budapest und seine Kollegen konnten nun bei dem jungen Stern EX Lupi beobachten, wie Silikatkristalle entstehen. Die Astronomen beobachteten den Stern in einer ruhigen Phase und während eines Strahlungsausbruchs, wie er für junge Sterne typisch ist.

Nur während des Strahlungsausbruchs zeigten sich im Spektrum des Sterns die typischen Linien von Silikatkristallen. "Wir sind vermutlich erstmals Zeugen des Kristallisationsprozesses geworden", erklärt Attila Juhász vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, einer der beteiligten Wissenschaftler. "Offenbar entstehen die Kristalle während der Helligkeitsausbrüche durch das Aufheizen und Ausglühen der Silikatteilchen nahe der Oberfläche der inneren, dicken Staub- und Gasscheibe, die den Stern umgibt."

Wie aber kommen die kristallinen Staubpartikel vom inneren Rand der protoplanetarischen Scheibe in die äußeren Regionen, wo Kometen entstehen? Eine Antwort darauf hat Dejan Vinkovic von der Universität Split gefunden: Die Partikel "surfen" gewissermaßen auf der Oberfläche der Scheibe nach außen, angetrieben sowohl durch die Wärmestrahlung der Gas- und Staubscheibe als auch durch die Strahlung des Sterns. Die Kristalle entstehen also durch die Strahlungsausbrüche an der inneren Kante der Gas- und Staubscheibe, wandern aber dann durch den Strahlungsdruck in die äußeren Bereiche der Scheibe und können so auch in die dort entstehenden Kometen gelangen.