Sonntag, 20. Februar 2011

Astronomen gelingt erstmals Blick auf die Entstehung von Planetensystemen

Blick auf die protoplanetaren Scheibe des jungen Sterns "LkCa 15". Ein Teil der Scheibe (weiß) wird vom Stern (Mitte, dunkelrot maskiert) beleuchtet und so sichtbar gemacht. Deutlich zu erkennen ist die scharf definierte Innenkante der Scheibe, wo der Leerraum in ihrem Zentrum anfängt. Die Aussparung ist unsymmetrisch – sie ist links deutlich größer als rechts – und dürfte auf einen oder mehrere neugeborene Planeten zurückgehen, die dort den Stern umlaufen. | Copyright: MPIA (Christian Thalmann) & NAOJ

Heidelberg/ Deutschland - Zum ersten Mal ist es Astronomen gelungen, einen Blick in die Geburtsstätten von Planeten zu werfen, wenn diese in Staub- und Gasscheiben um junge Sterne, sogenannte protoplanetaren Scheiben, entstehen. Die Beobachtung der Astronomen erlaubt zugleich auch einen Blick zurück in der Vergangenheit der Erde und ihrer planetaren Geschwister im Sonnensystem.

Wie das Team um Dr. Christian Thalmann vom "Max-Planck-Institut für Astronomie" (MPIA) in Heidelberg berichtet, gelangen die detailreichen Bilder von protoplanetaren Scheiben zweier ferner Sterne mit dem"Subaru-Teleskop" auf Hawaii im Rahmen einer systematischen Durchmusterung mit einer speziellen Hochkontrast-Kamera. Erstmals erscheinen auf den Aufnahmen Strukturen von der Größe unseres Sonnensystems: Ringe und Aussparungen in der Scheibe, wie sie mit der Entstehung von Riesenplaneten zusammenhängen.

"Planetensysteme wie das unsere sind Nebenprodukte der Sternentstehung", berichtet die Pressemitteilung des MPIA (mpia.de). "Sie bilden sich, wenn die Gravitationskraft der neugeborenen Muttersonne Gas und Staub aus der näheren Umgebung zu einer dichten, abgeplatteten Scheibe sammelt. Materieklumpen in dieser Scheibe ziehen mehr und mehr Gas und Staub an und werden so über Jahrmillionen zu den Objekten, die wir Planeten nennen. In den vergangenen Jahren hat die Erforschung solcher protoplanetarer Scheiben beachtliche Fortschritte erzielt – zum einen dank (meist indirekter) Beobachtungen, zum anderen durch die Simulation dieser Objekte."

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Dem bisherigen Gesamtbild dieser Vorgänge haben die Forscher um Thalmann nun wichtige neue Details hinzugefügt und Bilder von Strukturen geliefert, die noch nie zuvor direkt abgebildet worden waren.

Zielobjekt der ersten Studie war der Stern "LkCa 15", der sich rund 450 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Stier befindet. Mit einem Alter von nur wenigen Millionen Jahren ist "LKCa 15" noch sehr jung - unsere Sonne ist im Vergleich zu ihm rund 1000-mal älter.

Schon anhand früherer Beobachtungen des Infrarotspektrums sowie der Millimeterstrahlung hatten Wissenschaftler geschlossen, dass im Zentrum der protoplanetaren Scheibe eine große, weitgehend materiefreie Aussparung existiert. Die neuen Bilder zeigen Sternenlicht, das an der Scheibenoberfläche so reflektiert wird, dass sich die scharfe Kante dieser Aussparung erstmals direkt zeigt. Interessanterweise ist die elliptische Form der Aussparung nicht um den Stern herum zentriert, sondern etwas verschoben.

Schemazeichnung der dreidimensionalen Struktur der protoplanetaren Scheibe um "LkCa 15". Auf dem "HiCIAO"-Bild ist nur das hier gelb eingezeichnete Licht sichtbar, das von der äußeren Scheibe reflektiert wird. (Klicken Sie auf die Abb., um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: MPIA / Christian Thalmann

"Die wahrscheinlichste Erklärung für die Aussparung in der Scheibe von 'LkCA 15' - und insbesondere für deren Asymmetrie - lautet, dass dort mehrere Planeten kreisen, die gerade erst aus dem Scheibenmaterial entstanden sind und nun das Gas und den Staub entlang ihrer Umlaufbahnen einfangen", sagt Thalmann, der die Untersuchungen damals noch als wissenschaftlicher Mitarbeiter am MPIA geleitet hat.

Die entdeckte Aussparung ist hier nun sogar so groß, dass die Umlaufbahnen aller Planeten in unserem eigenen Sonnensystem bequem darin Platz fänden. Aus diesem Grund spekulieren die Astronomen, dass sich bei "LkCa 15" in dieser Lücke ein unserem eigenen Sonnensystem vergleichbares Planetensystem bildet. "Die Planeten selbst wurden noch nicht nachgewiesen", so Thalmann. "Aber das könnte sich bald ändern."

Die zweite Studie unter der Leitung von Jun Hashimoto vom japanischen Nationalobservatorium (NAOJ) widmete sich dem Stern "AB Aur" im Sternbild Fuhrmann, 470 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dieser Stern existiert erst seit rund einer Million Jahren. Die neuen Beobachtungen zeigen hier erstmals Strukturen, die im kosmischen Maßstab vergleichsweise klein sind, nämlich nicht größer als unser eigenes Sonnensystem.

"Die Beobachtungen zeigen ineinander verschachtelte Ringe aus Gas und Staub, die gegenüber der Äquatorebene des Systems verkippt sind und deren Material sich wiederum nicht symmetrisch um den Stern herum anordnet - beide Eigenschaften deuten auf das Vorhandensein mindestens eines sehr massereichen Planeten hin.", so die Pressemitteilung.

Die Beobachtungen wurden jeweils mit der Kamera "HiCIAO" am 8,2-Meter-Subaru-Teleskop gemacht. Scheiben und Planeten in der direkten Umgebung von Sternen stellen an die Technik höchste Ansprüche, da diese lichtschwachen Objekte von den Sternen überstrahlt werden - so wie ein beispielsweise ein Glühwürmchen vor einem Flutlichtstrahler. HiCIAO gelingen solche Beobachtungen, indem das Instrument zum einen den störenden Einfluss der Erdatmosphäre weitgehend ausgleicht, zum anderen einen Großteil des Sternenlichts mechanisch ausblendet.


WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA

Schon geringe Spuren von Wasser können Ozeane auf erdartigen Planeten entstehen lassen

21. Dezember 2010
Erdschweif offenbart ferne Exoplaneten
13. November 2010
Weltraumteleskop Spitzer beobachtet Planetenentstehung

29. September 2009

Bücher zum Thema:

- - -


Quellen: mpia.de / grenzwissenschaft-aktuell.de / mpg.de
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE