Suns Nemesis Pelted Earth mit Kometen, Studie schlägt vor

Ein dunkles Objekt kann in der Nähe unseres Sonnensystems lauern und gelegentlich Kometen in unsere Richtung treten.

Dieser unerkannte Gegenstand, der als "Nemesis" oder "Der Todesstern" bezeichnet wird, könnte ein roter oder brauner Zwergstern sein, oder eine noch dunklere Präsenz, die mehrere Male die Masse von Jupiter ist.

Warum denken Wissenschaftler, dass etwas über den Rand unseres Sonnensystems hinaus verborgen sein könnte? Ursprünglich wurde Nemesis vorgeschlagen, um einen Zyklus von Massensterben auf der Erde zu erklären.

Die Paläontologen David Raup und Jack Sepkoski behaupten, dass das Leben auf der Erde in den letzten 250 Millionen Jahren in einem Zyklus von 26 Millionen Jahren vom Aussterben bedroht war. Astronomen schlugen Kometeneinschläge als mögliche Ursache für diese Katastrophen vor.

Unser Sonnensystem ist von einer riesigen Ansammlung von eisigen Körpern, der Oort-Wolke, umgeben. Wenn unsere Sonne Teil eines binären Systems wäre, in dem zwei gravitativ gebundene Sterne ein gemeinsames Massenzentrum umkreisen, könnte diese Wechselwirkung die Oort-Wolke stören periodische Basis, Kometen sendend, auf uns zischend.

Ein Asteroideneinschlag ist für das Aussterben der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren verantwortlich, aber große Kometeneinschläge können ebenso tödlich sein. Ein Komet könnte die Ursache des Tunguska-Ereignisses in Russland im Jahr 1908 gewesen sein. Diese Explosion hatte etwa tausend Mal die Macht der Atombombe, die auf Hiroshima fiel, und sie plagte schätzungsweise 80 Millionen Bäume auf einer Fläche von 830 Quadratmeilen.

Obwohl es wenig Zweifel an der zerstörerischen Kraft der kosmischen Auswirkungen gibt, gibt es keine Beweise dafür, dass Kometen regelmäßig Massensterben auf unserem Planeten verursacht haben. Die Theorie des periodischen Aussterbens selbst wird immer noch diskutiert, wobei viele darauf bestehen, dass mehr Beweise benötigt werden. Selbst wenn der wissenschaftliche Konsens ist, dass Aussterbeereignisse nicht in einem vorhersagbaren Zyklus auftreten, gibt es jetzt andere Gründe, einen dunklen Gefährten für die Sonne zu vermuten.

Der Fußabdruck von Nemesis

Ein kürzlich entdeckter Zwergplanet namens Sedna hat eine extralange und übliche elliptische Umlaufbahn um die Sonne. Sedna ist eines der entferntesten Objekte, die bisher beobachtet wurden, mit einer Umlaufbahn zwischen 76 und 975 AU (wobei 1 AU der Abstand zwischen der Erde und der Sonne ist). Sednas Umlaufbahn wird auf 10,5 bis 12 000 Jahre geschätzt. Sednas Entdecker Mike Brown von Caltech stellte in einem Artikel des Discover Magazins fest, dass Sednas Standort keinen Sinn ergibt.

"Sedna sollte nicht da sein", sagte Brown. "Es gibt keine Möglichkeit, Sedna dorthin zu bringen, wo es ist. Es kommt nie nahe genug, um von der Sonne beeinflusst zu werden, aber es reicht nie weit genug von der Sonne weg, um von anderen Sternen beeinflusst zu werden."?

Vielleicht ist ein riesiger unsichtbarer Gegenstand verantwortlich für Sednas mystifizierende Bahn, deren Gravitationseinfluss Sedna in diesem weit entfernten Teil des Weltraums festhält.

"Meine Umfragen haben immer nach Objekten gesucht, die näher sind und sich dadurch schneller bewegen", sagte Brown zu Astrobiologie-Magazin. "Ich hätte leicht etwas übersehen, das so weit entfernt und langsam wie Nemesis ist."

John Matese, emeritierter Professor für Physik an der Universität von Louisiana in Lafayette, vermutet, dass Nemesis aus einem anderen Grund existiert. Die Kometen im inneren Sonnensystem scheinen größtenteils aus der gleichen Region der Oort-Wolke zu stammen, und Matese glaubt, dass der Gravitationseinfluss eines solaren Gefährten diesen Teil der Wolke stört und Kometen in seinem Kielwasser verstreut. Seine Berechnungen legen nahe, dass Nemesis zwischen 3 und 5 mal der Masse von Jupiter entspricht, und nicht 13 Jupitermassen oder mehr, die manche Wissenschaftler für eine notwendige Qualität eines braunen Zwergs halten. Aber selbst bei dieser kleineren Masse würden viele Astronomen es immer noch als einen niedrigen Massenstern und nicht als einen Planeten einstufen, da sich die Umstände der Geburt für Sterne und Planeten unterscheiden.

Es wird angenommen, dass sich die Oort-Wolke um etwa ein Lichtjahr von der Sonne erstreckt. Matese schätzt, dass Nemesis 25.000 AU entfernt ist (oder etwa ein Drittel eines hellen Jahres). Der nächstgelegene bekannte Stern zur Sonne ist Proxima Centauri, 4,2 Lichtjahre entfernt.

Richard Muller von der University of California Berkeley schlug zuerst die Nemesis-Theorie vor und schrieb sogar ein populärwissenschaftliches Buch zu diesem Thema. Seiner Ansicht nach ist Nemesis ein roter Zwergstern in 1,5 Lichtjahren Entfernung. Viele Wissenschaftler sind der Meinung, dass eine solch große Umlaufbahn inhärent instabil ist und nicht lange gedauert haben könnte - sicherlich nicht lange genug, um das Aussterben der Fossilienfunde der Erde zu verursachen. Aber Muller sagt, dass diese Instabilität zu einer Umlaufbahn geführt hat, die sich über Milliarden von Jahren stark verändert hat, und in der nächsten Milliarde Jahre wird Nemesis aus dem Sonnensystem geworfen werden.

Binäre Sternsysteme sind in der Galaxie verbreitet. Es wird geschätzt, dass ein Drittel der Sterne in der Milchstraße binär oder Teil eines Mehrsternsystems ist.

Rote Zwerge sind auch häufig - in der Tat sagen Astronomen, dass sie die häufigste Art von Stern in der Galaxie sind. Braune Zwerge werden auch für gewöhnlich gehalten, aber zu dieser Zeit sind nur ein paar hundert bekannt, weil sie so schwer zu sehen sind. Rote und braune Zwerge sind kleiner und kühler als unsere Sonne und scheinen nicht hell. Wenn rote Zwerge mit der roten Glut eines sterbenden Feuers verglichen werden können, dann wären braune Zwerge die schwelende Asche. Da sie so dunkel sind, ist es plausibel, dass die Sonne einen geheimen Begleiter haben könnte, obwohl wir den Himmel über viele Jahre mit einer Vielzahl von Instrumenten abgesucht haben.

Das neueste Teleskop der NASA, der Wide Field Infrared Survey Explorer (WISE), könnte die Frage nach Nemesis ein für allemal beantworten.

Zwerge in der Dunkelheit finden

WISE betrachtet unser Universum im infraroten Teil des Spektrums. Wie das Spitzer Weltraumteleskop sucht WISE nach Wärme. Der Unterschied besteht darin, dass WISE ein viel breiteres Sichtfeld hat und somit in der Lage ist, einen größeren Teil des Himmels nach entfernten Objekten zu durchsuchen.

WISE begann am 14. Januar, den Himmel zu scannen, und die NASA veröffentlichte kürzlich die ersten Bilder der Mission. Die Mission wird den gesamten Himmel bis Oktober abbilden, wenn das Kühlmittel des Raumfahrzeugs ausgeht.

Ein Teil der WISE-Mission ist es, nach braunen Zwergen zu suchen, und die NASA erwartet, dass sie innerhalb von 25 Lichtjahren unseres Sonnensystems eintausend der dunklen stellaren Objekte finden könnte.

Davy Kirkpatrick vom Infrarot-Verarbeitungs- und Analysezentrum der NASA am Caltech fand nichts, als er nach Nemesis suchte, wobei er Daten aus der Zwei-Micron-All-Sky-Studie (2MASS) verwendete. Jetzt ist Kirkpatrick Teil des WISE-Wissenschaftsteams, bereit, erneut nach Anzeichen für einen Begleiter unserer Sonne zu suchen.

Kirkpatrick glaubt nicht, dass Nemesis der rote Zwergstern mit einer von Muller beschriebenen enormen Umlaufbahn sein wird. Seiner Ansicht nach ist Mateses Beschreibung von Nemesis als ein Objekt mit geringer Masse, das näher an seinem Heimatort liegt, plausibler.

"Ich denke, die Möglichkeit, dass die Sonne einen Gefährten anderer Art beherbergen könnte, ist keine verrückte Idee", sagte Kirkpatrick. "Es könnte ein entferntes Objekt in einer stabileren, kreisförmigeren Umlaufbahn geben, die bisher nicht bemerkt wurde."

Ned Wright, Professor für Astronomie und Physik an der UCLA und der Hauptforscher der WISE-Mission, sagte, dass WISE leicht ein Objekt mit einer Masse sehen wird, die einige Male die von Jupiter ist und 25.000 AU entfernt liegt, wie von Matese vorgeschlagen.

"Das liegt daran, dass Jupiter selbstleuchtend ist wie ein brauner Zwerg", sagte Wright. "Aber für Planeten, die im äußersten Sonnensystem weniger massiv sind als Jupiter, wird WISE weniger empfindlich sein."

Weder Kirkpatrick noch Wright glauben, dass Nemesis die Oort-Wolke stört und Kometen zur Erde schickt. Da sie sich eine günstigere Umlaufbahn vorstellen, bevorzugen sie den Namen "Tyche" (die gute Schwester).

Unabhängig davon, was sie erwarten, wird sich die WISE-Suche nicht auf eine bestimmte Region des Himmels konzentrieren.

"Das Tolle an WISE ist, wie auch bei 2MASS, dass es sich um eine Himmelsdurchmusterung handelt", sagte Kirkpatrick. "Es wird Regionen wie die Galaktische Ebene geben, wo die Beobachtungen weniger empfindlich sind oder die Felder überfüllter sind, aber wir werden auch diese Gebiete durchsuchen. Deshalb zielen wir nicht bevorzugt auf bestimmte Richtungen."

Möglicherweise haben wir bis Mitte 2013 keine Antwort auf die Nemesis-Frage. WISE muss den Himmel zweimal scannen, um die zeitversetzten Bilder zu generieren, mit denen Astronomen Objekte im äußeren Sonnensystem erkennen. Die Änderung der Position eines Objekts zwischen dem Zeitpunkt des ersten und des zweiten Scan-Vorgangs teilt Astronomen die Position und den Orbit des Objekts mit.

"Ich habe nicht den Verdacht, dass wir die Suche nach Kandidatenobjekten bis Mitte 2012 abgeschlossen haben werden, und dann brauchen wir möglicherweise bis zu einem Jahr Zeit, um die teleskopische Nachverfolgung dieser Objekte abzuschließen", sagte Kirkpatrick.

Selbst wenn Nemesis nicht gefunden wird, hilft das WISE-Teleskop, die dunkelsten Ecken des Sonnensystems zu erhellen. Das Teleskop kann verwendet werden, um nach Zwergplaneten wie Pluto zu suchen, die die Sonne von der Ekliptikebene des Sonnensystems umkreisen. Die Objekte, aus denen die Oort-Wolke besteht, sind für WISE zu klein und weit entfernt, aber sie können potenziell gefährliche Kometen und Asteroiden näher an ihrem Heimatort verfolgen.

  • Bilder - Erste Bilder vom Weltraumteleskop WISE
  • Jagd auf entfernte Zwerge
  • Die Wissenschaft der Massensterben