Dienstag, 23. August 2011

Neue Einblicke in die Entstehung von ungewöhnlichen Planetensystemen

Ein Stern mit der protoplanetaren Scheibe zieht Gas aus der "target cloud" ab und sammelt dieses in Form eines Rings um sich herum an. | Copyright: Ingo Thies, AIfA/UniBonn

Bonn/ Deutschland - Ungewöhnliche Planetensysteme mit schiefen oder sogar entgegen gesetzten Umlaufbahnen werden unter stürmischeren Bedingungen geboren als bislang gedacht. Zu diesem Ergebnis kommen Astrophysiker der "Universität Bonn" zusammen mit englischen Kollegen der Universitäten Sheffield und Cardiff. Die Forscher konnten zeigen, dass Planeten bei einem Treffen von zwei Sternenwolken entstehen: Offenbar geraten die Wolken, die die Sterne umgeben, dabei in einen Strudel aus Gas und Staub.

Während sich die Erde, ebenso wie die anderen Planeten in unserem Sonnensystem, im gleichen Drehsinn, wie die Sonne um sich selbst rotiert, um die Sonne dreht, hat eine Forschergruppe um den Astrophysiker Professor Dr. Pavel Kroupa von der "Universität Bonn" nun Planeten außerhalb unseres Sonnensystems untersucht, die dieser Gesetzmäßigkeit völlig widersprechen. Diese umkreisen ihre Sterne auf schiefen oder elliptischen Bahnen und bewegen sich in einigen Fällen sogar entgegengesetzt zur Eigenrotation ihrer Zentralgestirne.

Um zu verstehen, wie es zu diesen Ungereimtheiten kommt, haben die Wissenschaftler ein neues Modell der Planetenentstehung entwickelt. Ihre Computersimulationen zeigen, dass ein neues Planetensystem aus einem Zusammenstoß zweier Sternenwolken entsteht: "Wenn eine Sternenwolke in die Umlaufbahn eines anderen Sterns hineingelangt, beginnt ein stürmischer Tanz aus Staub und Gas", erläutert die Pressemitteilung der Bonner Universität. "Solche Wechselwirkungen zwischen Geschwistersternen dürften eher die Regel als die Ausnahme sein, weil Sterne üblicherweise in engen Sternhaufen entstehen."

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Bei diesem Vorgang zieht ein Stern wie ein kosmischer Staubsauger massenweise Gas aus der Wolke des anderen Sterns in seine eigene Umlaufbahn ab. Somit strömt das Gas dann in zufälliger Richtung auf die bereits vorhandene Umlaufbahn aus Gas und Staub ein und dreht diese aus ihrer Richtung. "Im Extremfall können Umlaufbahnen sogar ganz ihren Drehsinn wechseln und in die andere Richtung kreisen", erklärt Kroupa.

Durch die fremden Gasströme werde der innere Bereich der Wolke zusammengedrängt, was die Verklumpung der Staubwolken zu Planeten beschleunigt. Außerdem gebe es Planeten, deren Umlaufbahnen so stark geneigt seien, dass sie das ganze System instabil machten: "Die leichten Planeten werden dadurch nach und nach aus dem System geschleudert, während die schwereren Planeten auf engere Bahnen gedrängt werden", erklärt der für die Computersimulationen verantwortliche Dr. Ingo Thies.

Die neue Theorie zur Planetenentstehung könne nun Fragen in der Astrophysik beantworten, die das klassische Model offen ließ, so die Forscher. "Bisher gingen Astronomen davon aus, dass Planeten in einer sich zusammenziehenden rotierenden Wolke entstehen, in dessen Zentrum sich ein junger Stern aufhält. Der Staub und das Gas, aus dem die Wolken bestehen, verklumpen zu vielen kreisrunden Bällen - den Planeten. Diese kreisen dann um den Stern, wie auch unsere Erde die Sonne umkreist: Alle schön geordnet in derselben Ebene und im gleichen Drehsinn, wie der Stern um sich selbst rotiert."

Da auch die Ebene unseres Sonnensystems um etwa sieben Grad gegenüber dem Sonnenäquator geneigt ist, könnte ein frühes Rendezvous mit der Gaswolke eines anderen Sterns für diese Schieflage also durchaus eine plausible, wenn nicht sogar die einfachste Erklärung liefern: "Zu unserem Glück verlief dieses Treffen jedoch glimpflich, so dass die Erde heute in geordneten Bahnen ihre Kreise zieht“, so Thies.

Ihre Forschungsergebnisse haben die deutschen und britischen Wissenschaftler aktuell im Fachmagazin "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" veröffentlicht.

Quellen: uni-bonn.de / grenzwissenschaft-aktuell.de

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