der Staubring von gg tauri

Yoichi Itoh, Nishi-Harima Astronomical Observatory, University of Hyogo, Japan
Brücke
zirkumstellare
Scheiben
100 Prozent
Polarisation
Der Staubring von GG Tauri
GG Tauri A
www.wissenschaft-schulen.de/
artikel/1285836
Neue Beobachtungen des jungen Sterns GG Tauri enthüllen weitere
Geheimnisse des Staubrings. Was steckt hinter dem schattenhaften Geisterfahrer?
B
eobachtungen mit dem japanischen
ren führten zur Entdeckung eines Begleit-
ter­wel­len per Interferometrie und dann
Acht-Meter-Teleskop Subaru lassen
sterns in einem Abstand von mehr als 1500
mit adaptiver Optik im nahen Infraroten
neue Details der zirkumstellaren Mate-
Astronomischen Einheiten von GG Tau-
zum ersten Mal räumlich aufgelöst. Dabei
rie im jungen Mehrfachsystem GG Tauri
ri. Anfang der 1990er Jahre stellte sich auf
zeigte sich um das enge Hauptsternpaar
erkennen. Die Daten wurden im Rahmen
Grund von Speckle-Aufnahmen und der
GG Tau Aa/Ab ein Ring aus Gas und Staub
einer großangelegten Suche nach Exopla-
Beobachtung mehrerer Mondbedeckun-
(siehe Bilder oben).
neten und Scheiben um junge Sterne in
gen heraus, dass beide Komponenten A
Im Infraroten erscheint die uns zu-
der Son­nen­um­gebung gewonnen. Unter-
und B des weiten Doppelsterns selbst je-
gewandte Seite des leicht geneigten Rin-
suchungen der Struktur junger Gas- und
weils einen engeren Begleiter besitzen. As-
ges heller als die uns abgewandte Seite,
Staubscheiben sind dabei von besonde-
tronomen nennen diese Konfiguration ein
da der Staub das Sternenlicht bevorzugt
rem Interesse, da diese als Geburtsort von
hie­rar­chi­sches Vierfachsystem.
nach vorne, also vom Stern weg streut. Be-
Planetensystemen angesehen werden.
GG Tauri ist ein junger Stern im Stern-
Warmer Staub um GG Tauri
bild Stier (lateinisch: Taurus) in einer Ent-
Beobachtungen im Infraroten in den
1990er Jahre fanden einen hohen Polari-
fernung von rund 400 Lichtjahren. Er war
1980er
dass
sationsgrad auf Grund der Rayleigh-Streu-
über die Jahrzehnte hinweg immer wie-
GG Tau­ri in diesem Wellenlängenbereich
ung kleiner Staubteilchen im Ring (siehe
der für eine Überraschung gut. Der Stern
deutlich heller ist, als man es für einen
Grafik oben links). Die Rayleigh-Streuung
fiel zuerst durch Helligkeitsänderungen
sonnenähnlichen Stern erwarten würde.
ist auch für unseren blauen Himmel ver-
und durch starke H-Alpha-Li­nien­emis­sion
Daraus schloss man auf das Vorhanden-
antwortlich. In diesen Aufnahmen zeigte
auf und wurde auf Grund spektroskopi-
sein warmen Staubs in Form einer Schei-
sich zum ersten Mal eine geheimnisvol-
scher Untersuchungen von George Herbig
be um GG Tauri. Anders lies sich die zu-
le Lücke in der Helligkeitsverteilung des
(1920 – 2013) in die Klasse der jungen Ster-
sätzliche Emission im Infraroten nicht
Rings (siehe Grafik oben rechts). Als mög-
ne eingeordnet. Fortgesetzte und detail-
erklären. Mitte der 1990er Jahre wurde
liche Erklärung wurde die Existenz eines
liertere Beobachtungen in den 1970er Jah-
die Scheibe zuerst im Bereich der Mil­li­me­
Exoplaneten postuliert, der als lokale Sen-
30
Juli 2015
Jahren
hatten
ergeben,
obachtungen im polarisierten Licht mit
dem Weltraumteleskop Hubble Ende der
Sterne und Weltraum
JETZT NEU:
Links: Dem im infraroten H-Band bei der
Wellenlänge 1,6 Mikrometer aufgenommenen Bild des Doppelsternsystems
GG Tauri Aa/Ab sind die PolarisationsvektoBrücke
ren überlagert. Sie laufen allesamt entlang
der Ringstruktur. Rechts: In dieser Graustufendarstellung sind die beobachteten
Strukturen markiert, die zirkumstellaren
Scheiben, die Lücken und die Materiebrücken. Der zentrale schwarze Bereich zeigt
Ab
die Position der koronografischen Maske
Aa
Lücke
zur Ausblendung der Sterne.
als auch des Ringmaterials im Uhrzeigersinn sind. Weiterhin ist die Bewegung der
Lücke für ein Objekt in einer Keplerbahn
einen Faktor zwei bis fünf zu schnell. Die
Abweichung von einer Keplerbahn und
der gegensätzliche Umlaufsinn zwischen
Ringmaterial und Lücke sind nicht mit
der Exoplanetenhypothese vereinbar, da
1 Bogensekunde
140 Astronomische Einheiten
der Planet dann quasi als rasender Geisterfahrer gegen das Ringmaterial laufen
müsste. Die Astronomen um Yoichi Itoh
vermuten daher, dass es sich bei der Lücke in der Helligkeitsverteilung um den
Schattenwurf einer inneren klumpigen
ke für den Staub die Abnahme von Materi-
Gas- und Staubscheibe handelt, die den
al in der Lücke erklären könnte.
Doppelstern GG Tau Aa/Ab umkreist und
Die neuen Beobachtungen wurden mit
adaptiver Optik im nahen Infrarot am
die vermutlich gegen die Ebene des Rings
verkippt ist.
Subaru-Teleskop durchgeführt. Mit Hilfe
Bereits aus den Veränderungen der
eines Wollaston-Prismas wurde das Licht
durch die innere Scheibe erzeugten Schat-
in zwei zueinander senkrecht stehende Po-
tenbilder lässt sich einiges über deren
larisationsrichtungen aufgespalten und
Struktur und Lage abschätzen. Daher sind
die beiden so entstehenden Bilder zeit-
weitere Beobachtungen geplant. Weiter-
gleich aufgenommen. Die beiden Kompo-
hin wollen die Astronomen GG Tauri auch
nenten des Doppelsterns Aa/Ab umkreisen
ohne koronografische Maske beobachten,
einander im Uhrzeigersinn in einem Ab-
um zu einem direkten und ungetrübten
stand von rund 35 Astronomischen Einhei-
Blick der inneren Scheiben zu gelangen.
ten. Der Ring selbst erstreckt sich über eine
Sie vermuten, dass die klumpige Struktur
Entfernung von etwa 150 bis 250 As­tro­no­
der inneren Scheiben im direkten Zusam-
mi­schen Einheiten vom Schwerpunkt des
menhang mit der Bildung von Planeten
Doppelsternsystems. Die Astronomen fin-
stehen könnte.
tierungen
n
o
M
A
S
A
Alle
E N CO D E R !
E
T
U
L
O
S
B
m it A
ASA DDM160 −
Die Sternwartenmontierung
Die gekonnte Kombination von Direktantrieben mit 160 mm starken Achsen und
Encodern ermöglicht die Fertigung einer
der stabilsten Montierungen der Welt.
Direct Drive Antrieb
Kein Getriebe, daher kein Backlash
Autoslew Kontrollsoftware
Absolute Encoder auf beiden Achsen
Tragkraft 300 kg
Twin-Konfiguration 600 kg
Sehr hohe Genauigkeit
Kein Meridienflip mit Knicksäule
Interne Verkabelung
Internet - Remotebetrieb
Betriebsspannung 24V (1 - 3 A/Tracking)
Pointing < 8“ RMS mit Pointingmodel*
Nachführgenauigkeit < 0,25“ RMS in 5 Min.*
Encoderauflösung 0,007“ an den Achsen
Positioniergeschwindigkeit 13°/Sek.
*(abhängig von der
Steifigkeit des Teleskops)
den in den Aufnahmen Hinweise auf zirkumstellare Scheiben um die beiden Dop-
Wolfgang Brandner forscht am Max-
pelsternkomponenten. Zwei Materieströ-
Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg
me scheinen diese Scheiben vom Ring aus-
über Proplyds, T-Tauri-Sterne und Überriesen, gehend zu speisen.
Durch Vergleich mit bis zu 14 Jah-
über Braune Zwerge und Exoplaneten sowie
zirkumstellare Scheiben.
ren älteren Aufnahmen konnten mögliche Veränderungen in der Helligkeitsverteilung der Lücke des Staubrings unter-
Literaturhinweis
sucht werden. Überraschenderweise be-
Itoh, Y. et al.: Near-infrared Polarimetry
of the GG Tauri A Binary System. In: Research in Astronomy and Astrophysics
14, S. 1438 – 1446, 2014
wegte sich die Lücke relativ zum Doppelstern GG Tauri Aa/Ab gegen den Uhrzeigersinn, während sowohl der Umlaufsinn
der Doppelsternbahn von GG Tauri Aa/Ab
www.sterne-und-weltraum.de
Juli 2015
31
www.astrosysteme.at