Dank immer raffinierterer Observationstechniken ist die Zahl der nachgewiesenen extrasolaren Planeten - also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems - bereits auf gut 700 angewachsen, Tendenz weiter steigend. Doch ein Sonnensystem besteht nicht allein aus einem oder mehreren Zentralgestirnen und einer Reihe von Planeten, wie man aus unserem eigenen Heimatsystem weiß. Trotzdem war die Überraschung groß, als ein Team deutscher Astronomen gleich in zwei fremden Systemen die Äquivalente unseres Asteroidengürtels entdeckten.

Die Wissenschafter vom Astrophysikalischen Institut der Friedrich-Schiller-Universität Jena konnten nämlich bei zwei Sternen sogenannte Trümmerscheiben nachweisen. Die Trümmerscheiben sind Überbleibsel der Planetenentstehung. "Es handelt sich dabei um gewaltige Ansammlungen von Materie, die bei Zusammenstößen Staub erzeugen", sagt Alexander Krivov, der die Untersuchungen leitet. Dieser Staub ist für die Astronomen von enormer Bedeutung, weil sich mit seiner Hilfe Rückschlüsse auf die Entstehung der Planeten ziehen lassen. In unserem Sonnensystem befinden sich sogar zwei Trümmerscheiben: neben dem Asteroidengürtel existiert auch der Kuipergürtel, der sich außerhalb der Neptunbahn in einer Entfernung von ungefähr 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE) erstreckt.

Konkret geht es bei den beiden Sternen mit Trümmerscheiben um TrES-2 im Sternbild Drache und XO-5 im Sternbild Luchs. Die beiden Sonnen sind 652 Lichtjahre bzw. 830 Lichtjahre von der Erde entfernt. Planeten, die um diese Sterne kreisen, ließen sich nur mit Hilfe der Transit-Methode ausmachen. Das Prinzip klingt einfach: In regelmäßigen Intervallen wird der Nachthimmel fotografiert. Eine spezielle Software überprüft dann die Helligkeit der Sterne auf den Aufnahmen. Sind in regelmäßigen Abständen Helligkeitsunterschiede feststellbar, spricht das dafür, dass sich ein Planet zwischen den Stern und seine Beobachter geschoben hat.

Die Forscher konzentrierten sich bei der Kandidatensuche auf etwa 100 bis dahin bekannte extrasolare Systeme mit Transit-Planeten. Als im April dieses Jahres die Beobachtungsergebnisse des US-amerikanischen Weltraumteleskops WISE veröffentlicht wurden, fanden sich 52 von diesen Systemen darunter. Bei zwei Systemen wurden die Jenaer Wissenschafter schließlich fündig.

Die Nadel im Heuhaufen

Dem Sternenstaub selbst kamen die Astronomen mittels photometrischer Analyse auf die Spur. Zunächst können damit die Eigenschaften des Sterns analysiert werden. Gibt es jedoch Unregelmäßigkeiten im nichtsichtbaren Infrarot-Bereich, weisen diese auf das Vorhandensein von Staub und Trümmern hin. Krivov: "Der Staub wird ja gleichfalls von dem Stern erwärmt und strahlt Wärme ab. Diese Strahlungskurve liegt über der des Sterns und ist für uns ein klares Indiz für das Vorhandensein von Sternenstaub."

So einfach das auch zunächst klingen mag, eine derartige Untersuchung gleicht immer noch der sprichwörtlichen Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Für die Beobachtung von Trümmerscheiben in der Weite des Alls zieht Krivov einen eindrucksvollen Vergleich: Es ist, als würde man von Jena aus mit Hilfe eines Wärmedetektors eine Kugel Eis aufspüren, die auf minus 130 Grad Celsius abgekühlt wurde und sich in einer Entfernung von 5.000 Kilometern befindet. (red)