Vor ein paar Wochen veröffentlichten Experten die neuesten Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops von Wega, einem der sonnennächsten Sterne. Obwohl die Astronomen wussten, dass diese Bilder bald erscheinen würden, überraschten die Ergebnisse viele. Die Wega ist nur 25 Lichtjahre entfernt und der fünfthellste Stern am Nachthimmel, der als Mitglied des Großen Sommerdreiecks leicht zu finden ist. Mit der doppelten Masse der Sonne ist er viel heller und viel blauer als unser Stern. Sein Farbton ist mit bloßem Auge zu erkennen, und sein bläuliches Leuchten ist mit einem Fernglas deutlich sichtbar.
Mysteriöses Glühen
Das scharfe Infrarotauge von James Webb sieht ihn natürlich ganz anders, aber das ist nicht das, was mich am meisten überrascht hat. Das nebenstehende Bild wurde bei einer Wellenlänge von 25 Mikrometern aufgenommen, was etwa 35 Mal länger ist als die Wellenlänge des rötesten Lichts, das unsere Augen wahrnehmen können. Die Wega ist auf dem Bild gar nicht zu sehen, da der zentral gelegene Himmelskörper von einer Scheibe verdeckt wird, damit sein Licht die Detektoren nicht sättigt. Mit anderen Worten: Das Bild zeigt nicht die Wega selbst, sondern eine Scheibe aus Staub und Gas, die sie umgibt und mehr als 200 Milliarden Kilometer entfernt ist.
Als der Infrarot-Astronomiesatellit IRAS der NASA in den 1980er Jahren begann, die Wega zu untersuchen, fiel den Experten auf den Bildern etwas Merkwürdiges auf: Der Stern strahlte mehr Infrarotlicht aus als erwartet. Tatsächlich entdeckten sie etwa 15 Mal so viel Licht wie die Forscher erwartet hatten. Das war merkwürdig, weil Sterne wie die Wega bei allen Wellenlängen sehr genau definierte Mengen an Licht aussenden, so dass die Wega als Standard für ihre Messung verwendet wird. Bei den anderen Wellenlängen gab es keine Probleme, aber im Infraroten, wo der Stern sehr schwach sein sollte, schien er viel heller zu sein als die Astronomen erwartet hatten.
Die Experten fanden bald des Rätsels Lösung: Die Wega ist von einer Scheibe aus Staub und Gas umgeben, die unserem eigenen Planetengürtel ähnelt, aber viel weiter entfernt ist.
Das Material in der Scheibe wird durch den Stern aufgeheizt, hat aber nur eine Temperatur von etwa -190°C und ist damit etwa so "warm" wie das Sonnensystem jenseits des Pluto. IRAS war jedoch nicht in der Lage, die Scheibe selbst zu entdecken, da dem System die Auflösung fehlte, um so kleine Objekte zu erkennen. Aber das überschüssige Infrarotlicht war aufschlussreich. Deshalb wurde die Scheibe in das Buch und den Film Contact aufgenommen: Der Film von Carl Sagan wurde 1985 nach der Entdeckung der Scheibe geschrieben, und als Jodie Foster auf der Wega ankommt, sieht sie eine riesige Asteroidenscheibe (neben einem Wald von Radioantennen), bevor sie zu einem anderen Wurmloch weiterfliegt.
Im Laufe der Jahre wurden weitere Beobachtungen der Wega und ihrer Umgebung gemacht, unter anderem mit dem ALMA-Teleskop, aber erst jetzt, mit dem JWST, ist es zum ersten Mal gelungen, ein wirklich scharfes Bild des Staubkegels zu erhalten. Mit "Staub" ist in diesem Fall felsiges Material gemeint, wie es die Sonne umkreiste, als sich vor 4,6 Milliarden Jahren die Planeten zu bilden begannen. In solchen Scheiben werden Staub, Eis und andere Materialien zu Planetenausläufern komprimiert, zu Objekten mit einem Durchmesser von etwa einem Kilometer, die kollidieren und Planeten bilden können oder sich auflösen und die Scheibe füttern, aus der sie durch ihre Schwerkraft Material anziehen können.
Planeten verstecken sich
Aber was hat es mit der Wega auf sich? Dies bringt uns zu dem Grund, warum die neuen Bilder für viele Experten überraschend waren: Das Bild der Scheibe ist erstaunlich homogen. Es gibt keine Lücken, Klumpen, Spiralen oder Ringe, wie die Forscher erwartet und bei ähnlichen Strukturen beobachtet hatten. Die Wega-Scheibe ist im Vergleich dazu so gleichmäßig, dass sie auf den ersten Blick eher wie eine Computersimulation als ein reales Bild aussieht.
In solchen Scheiben verursachen die Planeten in ihrem Inneren allerlei Chaos: Sie reißen Lücken, schaffen dunkle Regionen, verändern die gleichmäßige Verteilung der Materie und so weiter. In der Wega-Scheibe zum Beispiel gibt es in einer Entfernung von etwa 9 Milliarden Kilometern ein dunkles Band, einen dunklen Ring um dieses Band und einen Halo aus schwächerer Materie außerhalb dieses Bandes, aber das ist auch schon alles, was an "Unregelmäßigkeiten" vorhanden ist.
Bedeutet dies, dass Wega keine Planeten hat und vielleicht auch nie welche haben wird? Das ist schwer zu beantworten, aber die Astronomen, die die Daten erstellt haben (darunter András Gáspár, Astronom an der Universität von Arizona), kamen zu dem Schluss, dass ein Planet mit einer größeren Masse als Saturn die Wega nicht in einer Entfernung von mehr als 1,5 Milliarden Kilometern (etwa die Entfernung des Saturns von der Sonne) umkreisen könnte, da seine Schwerkraft die Scheibe sonst so stark verformt hätte, dass sie sichtbar wäre.
Andererseits gibt es eine weitere Scheibe um die Wega, die auf diesen Bildern nicht zu sehen ist und die sich sehr nahe an dem Stern befindet, weniger als 150 Millionen Kilometer entfernt.
Den Modellen der Forscher zufolge ist der innere Rand der Scheibe, die auf den JWST-Bildern zu sehen ist, etwa 600 Millionen Kilometer vom Stern entfernt, so dass es wahrscheinlich eine Lücke zwischen den beiden Scheiben gibt. Wenn dies der Fall ist, deuten die Simulationen darauf hin, dass die Lücke von einem neptungroßen Planeten gebildet worden sein könnte, obwohl auch andere Faktoren eine Rolle spielen könnten.
Ein weiterer interessanter Aspekt ist, dass die Wega zwar jung ist, aber nicht so jung: Sie ist etwa 700 Millionen Jahre alt, was viel Zeit für die Bildung von Planeten bedeutet. Dennoch sind um sie herum keine Planeten zu sehen, obwohl die Scheibe eine ideale Sicht für die Beobachtung bietet. Die meisten Sterne haben Planeten, daher ist es ein Rätsel, warum wir um die Wega keine sehen. Dieser nahe Himmelskörper könnte die Astronomen also noch einige Zeit beschäftigen.
