Reger Sternenverkehr rund ums Sonnensystem

Wenn Sterne in der Nähe der Sonne vorbeifliegen, können sie Kometen aus der Oortschen Wolke in die inneren Regionen des Sonnen­systems lenken. Stern­begegnungen sind so ein wichtiger Faktor, um die Häufigkeit von Kometen­einschlägen auf der Erde abschätzen zu können. Coryn Bailer-Jones vom Max-Planck-Institut für Astronomie hat jetzt mithilfe von Daten des ESA-Satelliten Gaia die erste systematische Abschätzung der Häufigkeit solcher Begegnungen vorgenommen: Pro Million Jahre kommen bis zu zwei Dutzend Sterne der Sonne auf einige Lichtjahre nahe – unser Sonnen­system kommt gar nicht erst zur Ruhe.

Aus Daten des ESA-Astrometriesatelliten Gaia präzise physikalische Kenngrößen von Himmels­objekten zu bestimmen, ist das Tages­geschäft von Coryn Bailer-Jones – als Leiter derjenigen Arbeits­gruppe des Gaia-Datenanalyse-Konsortiums, die für die Bestimmung astro­physikalischer Parameter zuständig ist. Aber jenseits von dieser Rolle innerhalb der Gaia-Mission beschäftigt sich Bailer-Jones seit geraumer Zeit mit einer ganz bestimmten Anwendung solcher Daten: der Untersuchung der früheren und zukünftigen Begegnungen unserer Sonne mit anderen Sternen und der Auswirkungen solcher Stern-Vorbeiflüge für katastrophale Kollisionen von Kometen mit unserem Heimatplaneten.

Kometen, die mit der Erde zusammenstoßen, gehören zu den gefährlicheren kosmischen Katastrophen für unsere kosmische Heimat. Der bekannteste kosmische Zusammen­stoß trug vor 66 Millionen Jahren zum Aussterben der Dinosaurier bei (wenn auch nicht sicher ist, ob es sich in diesem spezifischen Fall um einen Kometen oder einen Asteroiden handelte).

Immerhin sind Zusammenstöße mit regionalen oder gar globalen Folgen heutigem Wissen nach sehr selten – auf jede Jahrmillion kommt im Schnitt nicht mehr als ein solcher Einschlag. Zumindest die größeren Kometen und Asteroiden werden von den bestehenden Warnsystemen recht vollständig erfasst, und keiner davon befindet sich auf Kollisions­kurs mit der Erde.

Trotzdem sind die Folgen möglicher Kometeneinschläge so ernst, dass die Erforschung der Hintergründe solcher Einschläge durchaus von praktischem Interesse sind. Eine besondere Rolle kommt dabei Stern­begegnungen zu, also Sternen, die durch die kosmische Nachbarschaft unserer Sonne fliegen. Unserem heutigen Bild des Sonnen­systems nach befinden sich in den Außenbereichen, der Oortschen Wolke, zahlreiche kalte, eisige Objekte – potenzielle Kometen. Der Schwerkraft-Einfluss eines vorbeiziehenden Sterns kann einige dieser Objekte ablenken und sie ins innere Sonnensystem lenken und möglicherweise auf einen Kollisionskurs mit der Erde. Solche Stern­begegnungen zu verstehen ist daher wichtig, um das Risiko von Kometen­einschlägen richtig einschätzen zu können.

Jetzt hat Bailer-Jones die erste systematische Abschätzung für die Häufigkeit solcher Stern­begegnungen veröffentlicht. Das neue Ergebnis nutzt Daten der ersten Daten­veröffentlichung (DR1) der Gaia-Mission, welche die neuen Gaia-Messungen mit älteren Messwerten des ESA-Astro­metrie­satelliten Hipparcos kombinieren. Entscheidend ist dabei, dass Bailer-Jones jeden Kandidaten für eine Sternbegegnung als eine Art Wolke virtueller Sterne modellierte und so berücksichtigen konnte, wie die vorhandenen Messunsicherheiten den abgeleiteten Häufigkeitswert für die Sternbegegnungen beeinflussen.

Bailer-Jones fand, dass binnen einer Million Jahre typischerweise zwischen 490 und 600 Sterne mit Abständen von 16,3 Licht­jahren (entsprechend fünf Parsec) oder weniger an der Sonne vorbei­fliegen werden. Zwischen 19 und 24 Sterne kommen der Sonne sogar auf 3,26 Licht­jahre (ein Parsec) oder weniger nahe. All diese hunderte von Sternen würden nahe genug an der Oortschen Wolke vorbeifliegen, um Kometen ins innere Sonnen­system ablenken zu können. Die neuen Ergebnisse sind von derselben Größen­ordnung wie frühere, weniger systematische Abschätzungen. Sie zeigen, dass rund um das Sonnensystem recht starker stellarer Verkehr herrscht.

Die neuen Ergebnisse gelten für die letzten und für die kommenden fünf Millionen Jahre. Mit Gaias nächster Daten­veröffentlichung DR2, die für April 2018 erwartet wird, sollten sie sich auf die letzten und die nächsten 25 Millionen Jahre erweitern lassen. Astronomen, die darüber hinaus­gehen und herausfinden wollen, welcher Stern möglicherweise dafür verantwortlich ist, einen Kometen auf die Dinosaurier zu lenken, müssen dazu allerdings noch viel mehr über unsere Heimat­galaxie und deren Massen­verteilung wissen – ein lang­fristiges Ziel der Forscher, die sich mit Gaia und verwandten Projekten befassen.

MPIA / DE