Um PDS 70 ist noch nicht alles fertig. Dieser Stern ist erst 5,4 Millionen Jahre alt und befindet sich noch immer in seiner Gas- und Staubscheibe.
Zwei riesige Planeten, PDS 70 b und PDS 70 c, wurden dort bereits entdeckt. Sie kreisen in einer weiten, materiearmen Zone zwischen der inneren und der äußeren Scheibe.
Übersichts- und Nahansichten der Scheibe um PDS 70 c, beobachtet mit ALMA.
Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.
In dieser noch jungen Umgebung entdeckte James Webb im Jahr 2023 Wasserdampf, der auf etwa 600 K erhitzt war – ganz in der Nähe des Sterns. Der Wasserdampf befindet sich in der inneren Scheibe, nahe den Regionen, in denen sich Gesteinsplaneten bilden könnten.
Woher stammt dieses Wasser? Mehrere Szenarien sind weiterhin möglich. Es könnte vor Ort entstanden sein oder zusammen mit winzigen eisigen Staubkörnern aus kälteren Regionen eingetroffen sein.
Eine in Nature Communications veröffentlichte Studie fügt eine weitere Möglichkeit hinzu. Auch Exokometen könnten flüchtige Materie ins Innere des Systems transportieren.
Die Forschenden werteten 52 Spektren von PDS 70 erneut aus, die zwischen 2018 und 2020 mit HARPS aufgenommen worden waren. In den Daten von 2018 tauchen bestimmte Natriumlinien auf, verschwinden wieder und ändern rasch ihre Geschwindigkeit.
Dieses Verhalten erinnert nicht an eine gleichmäßig verteilte Gaswolke. Es ähnelt vielmehr den Signaturen, die bereits mit Exokometen um andere Sterne in Verbindung gebracht wurden, insbesondere mit Beta Pictoris.
Die Idee ist recht einfach. Wenn ein kleiner Körper sehr nahe an seinem Stern vorbeizieht, kann die Hitze einen Teil seiner Materie verdampfen. Das dabei freigesetzte Natrium absorbiert bestimmte Wellenlängen des Sternenlichts und hinterlässt eine Spur im Spektrum.
Die Astronomen sehen die Exokometen also nicht direkt. Stattdessen verfolgen sie das Gas, das diese auf ihrem Weg freisetzen könnten. Diese Unterscheidung ist wichtig, da auch andere scheibenbezogene Vorgänge Gas erzeugen können.
Die Autoren prüften insbesondere die Hypothese von Winden, die aus der Scheibe stammen. Sie erklärt die 2018 beobachteten schnellen Veränderungen weniger gut. Im Jahr 2026 entdeckte UVES dann erneut variable Natriumlinien.
Einige waren zum roten Ende des Spektrums verschoben, während jene von 2018 überwiegend blau verschoben waren. Diese Vielfalt liefert ein zusätzliches Argument für das Exokometen-Szenario.
Ein Problem bleibt: Wie können kleine Körper, die weit vom Stern entfernt entstanden sind, so nah an ihn herankommen? Simulationen liefern eine mögliche Antwort. Die Schwerkraft der beiden riesigen Planeten kann die Planetesimale der äußeren Scheibe stark stören.
Einige werden dadurch auf sehr lang gestreckte Umlaufbahnen nach innen geschleudert. Dieser Prozess kann innerhalb weniger Millionen Jahre ablaufen, also während der frühen Jugend des Systems.
Hier wird die Verbindung zum Wasser interessant. Diese kleinen Körper können Eis und andere flüchtige Verbindungen enthalten. Wenn sie sich dem Stern nähern, könnten sie einen Teil davon in den inneren Regionen freisetzen.
Das entdeckte Natrium beweist jedoch nicht, dass diese Objekte das von James Webb beobachtete Wasser herbeigebracht haben. Es zeigt vor allem, dass ein Materietransport durch kleine Körper mit den Beobachtungen und der Dynamik des Systems vereinbar ist.
Sollte sich diese Interpretation bestätigen, wäre PDS 70 das jüngste bekannte System mit exokometarer Aktivität. Längere Beobachtungsreihen könnten die Beschleunigung dieser Signaturen messen und die Umlaufbahnen genauer eingrenzen. Die Suche nach Staubschweifen würde dagegen einen wesentlich direkteren Hinweis liefern.