Im Oktober 2017 erhaschte die Menschheit ihren ersten Blick auf ein interstellares Objekt – einen Besucher von außerhalb unseres Sonnensystems – der nahe der Sonne vorbeizog. Wir nannten es Oumuamua, und seine ungewöhnlichen Eigenschaften faszinierten und verwirrten Astronomen. Weniger als zwei Jahre später entdeckte der Amateurastronom Gennady Borisov ein zweites interstellares Objekt gefunden : ein kometenähnlicher Körper, der sich aufzulösen begann, als er sich innerhalb von 2 AE um die Sonne bewegte (1 AE entspricht der Entfernung von der Erde zur Sonne). Woher kommen diese interstellaren Objekte? Wie verbreitet sind sie? Bei einer Stichprobengröße von nur zwei ist es noch schwierig, Verallgemeinerungen anzustellen. Auf der anderen Seite können wir aufgrund unseres Wissens über die Sternentstehung einige Rückschlüsse auf die wahrscheinliche Herkunft dieser Objekte und das, was wir in Zukunft von ihnen sehen werden, ziehen.
Einer der wahrscheinlichsten Schuldigen für das Ausstoßen von Asteroiden und Kometen in den interstellaren Raum sind enge Begegnungen zwischen Sternen. Vier Forscher, die sich dieser Frage widmen – Susanne Pfalzner, Luis Aizpuru Vargas, Asmita Bhandare und Dimitri Veras – haben letzte Woche ein Papier veröffentlicht, das diesen Prozess untersucht.
Wenn Sterne sich zu nahe kommen, können sie Gravitationswechselwirkungen verursachen, die die umlaufenden Körper der Sterne verwüsten. Als die Forscher erklären , 'Solch enge Vorbeiflüge passieren am häufigsten während der ersten 10 Millionen Jahre des Lebens eines Sterns.' Dies liegt daran, dass Sterne dazu neigen, sich in Haufen dicht beieinander zu bilden, die gemeinsam aus riesigen Gaswolken entstehen. In dieser turbulenten Anfangsphase ihres Lebens können sich Sterne einander nähern und dabei winzige Planetesimale in den Weltraum reißen und sie als eigensinnige Reisende in der Nacht allein lassen. Nicht alle Sterne erleben solche heftigen Interaktionen. Es handelt sich in der Regel um eine kleine Untergruppe von Sternen, die die meisten interstellaren Objekte ausstoßen.
Wenn diese Wechselwirkungen auftreten, ist die Masse der beteiligten Sterne von großer Bedeutung. Sterne mit hoher Masse, die innerhalb von 250 AE voneinander liegen, können so viel Material wegreißen, dass mehr als die Hälfte der Planetesimale eines Systems in interstellare Objekte verwandelt werden könnten, die in der Umlaufbahn um den Mutterstern nur wenig zurücklassen.
Das zweite jemals entdeckte interstellare Objekt, das unser Sonnensystem passierte, 2I Borisov, im Oktober 2019. Bildquelle: NASA, ESA und D. Jewitt (UCLA).
Die Forscher waren auch in der Lage, die erwarteten Geschwindigkeiten der ausgestoßenen Objekte und, vielleicht am interessantesten, ihre Zusammensetzung vorherzusagen. Asteroiden neigen dazu, sich näher an ihrem Stern zu bilden, mit kometenähnlichen Objekten weiter draußen. Die Kometen sind daher anfälliger für den Auswurf, was bedeutet, dass die meisten interstellaren Objekte wahrscheinlich eher wie Borisov und weniger wie Oumuamua aussehen, das asteroidähnliche Eigenschaften hatte.
Es gibt auch andere Prozesse, die Planetesimale auswerfen können. Interaktionen mit Riesenplaneten wie beispielsweise Jupiter können Asteroiden in den Weltraum schleudern. Wir können möglicherweise anhand seiner Geschwindigkeit erkennen, welche Methode ein einzelnes Objekt ausgestoßen hat – planetarische Streuung erzeugt tendenziell schnellere Objekte, während stellare Interaktionen langsamere Objekte erzeugen.
Oumuamua war sehr langsam, was eine stellare Interaktion zu einer wahrscheinlichen Quelle machte. Planetare Streuung hingegen ist für den sich schneller bewegenden Borisov nicht auszuschließen.
Auch in Bezug auf unser eigenes Sonnensystem lieferte das Papier ein faszinierendes Ergebnis: Es hat bei der Entstehung unseres Sterns wahrscheinlich etwa 2-3 Erdmassen Material in den Weltraum geschleudert. Das heißt, während wir sitzen und darauf warten, dass der nächste Oumuamua oder Borisov uns besucht, sind unsere eigenen interstellaren Kometen und Asteroiden jetzt da draußen und besuchen fremde Welten und ferne Sonnen.
Weiterführende Literatur: Susanne Pfalzner, Luis L. Aizpuru Vargas, Asmita Bhandare und Dimitri Veras. „Bedeutende interstellare Objektproduktion durch nahe stellare Vorbeiflüge.“ ArXiv-Vordruck.
Vorgestelltes Bild: Künstlerische Darstellung von Ouumumua. Bildnachweis: ESO/M. Kornmesser