Freitag, 7. November 2014

Revolutionäre ALMA-Aufnahme enthüllt die Entstehung von Planeten


Schärfer als mit Hubble: Die neuste Aufnahme der ALMA-Teleskopanlage in Chile zeigt die Strukturen einer protoplanetaren Scheibe, in der gerade Kometen, Asteroiden und Planeten um den jungen Stern "HL Tauri" entstehen. | Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Santiago (Chile) - Mit der Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist Astronomen der Europäischen Südsternwarte (ESO) die bislang detailreichste Abbildung der protoplanetaren Scheibe um einen jungen Stern gelungen. Die Aufnahme zeigt in bislang nicht erreichter Schärfe die Entwicklung protoplanetarer Scheiben und die Entstehung von Planeten aus diesen heraus. Die Aufnahme legt nahe, dass der Prozess der Planetenentstehung schneller abläuft als bislang angenommen.

Das nun von der ESO veröffentlichte Foto zeigt die protoplanetare Scheibe um den noch jungen, etwa 450 Lichtjahre von der Erde entfernt Stern HL Tauri. "Das resultierende Bild übertrifft alle Erwartungen und zeigt unerwartet feine Details in der Materiescheibe, die von der Geburt des Sterns zurückgelassen wurde", erläutert die ESO-Pressemitteilung und führt weiter aus: "Sichtbar sind eine Reihe konzentrischer heller Ringe, die von dunklen Lücken getrennt werden."


"Diese Merkmale sind höchstwahrscheinlich das Ergebnis junger planetenartiger Körper, die in der Scheibe gebildet werden. Das ist überraschend, da so junge Sterne eigentlich keine große planetaren Begleiter haben sollten, die in der Lage sind die Strukturen zu verursachen, die wir beobachten", erläutert Stuart Corder, stellvertretender Direktor von ALMA.


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"Als wir die Aufnahme zum ersten Mal sahen, waren wir richtiggehend sprachlos angesichts dieser unglaublichen Menge an Details. HL Tauri ist nicht mehr als eine Million Jahre alt, und trotzdem scheint seine Scheibe voll von entstehenden Planeten zu sein. Diese eine Aufnahme allein wird die Theorien zur Planetenentstehung revolutionieren", ergänzt Cathrine Vlahakis, stellvertretende ALMA-Programm-Wissenschaftlerin und leitende Programm-Wissenschaftlerin der ALMA Long Baseline-Kampagne.


Diese Bild vergleicht die Größe des Sonnensystems mit HL Tauri und der ihn umgebenden protoplanetaren Scheibe. Obwohl der Stern viel kleiner ist als die Sonne, erstreckt sich die Scheibe um HL Tauri über fast das dreifache der Entfernung des Neptuns von der Sonne. | Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Die Scheibe um HL Tauri scheint sehr viel weiter entwickelt zu sein als dies die Forscher anhand des Alters des Systems erwartet hatten. Daher deutet die Aufnahme von ALMA auch darauf hin, dass der Prozess der Planetenentstehung schneller abläuft als bisher angenommen.


Junge Sterne wie HL Tauri werden in Wolken aus Gas und feinem Staub geboren, in Gebieten, die unter dem Einfluss der Gravitation kollabiert sind, wodurch dichte, heiße Kerne entstehen, die sich letztendlich entzünden und zu jungen Sternen werden. Diese jungen Sterne sind anfänglich vom restlichen Gas und Staub umhüllt, der sich schließlich in einer Scheibe absetzt, die als protoplanetare Scheibe bezeichnet wird.


Durch viele Kollisionen bleiben die Staubteilchen aneinander haften und wachsen zu Klumpen von der Größe von Sandkörnern oder Kieselsteinen heran. Schlussendlich können sich Asteroiden, Kometen und sogar Planeten in der Scheibe bilden. Junge Planeten reißen die Scheibe auf und erzeugen Ringe, Spalten und Löcher. Genau diese Strukturen sind nun auch auf der neuen ALMA-Aufnahme zu sehen.


Die Untersuchung dieser protoplanetaren Scheiben sei entscheidend für unser Verständnis von der Entstehung der Erde im Sonnensystem, so die ESO-Forscher. Die Beobachtung der ersten Abschnitte der Planetenbildung um HL Tauri könnte uns zeigen, wie unser eigenes Planetensystem ausgesehen haben könnte, als es vor vier Milliarden Jahren entstanden ist.



Künstlerische Darstellung einer protoplanetaren Scheibe um einen jungen Stern (Illu.). | Copyright: ESO/L. Calçada

"Das meiste, das wir heute über Planetenentstehung wissen, basiert auf Theorien", gesteht ESO-Generaldirektor Tim de Zeeuw abschließend ein. "Für Bilder mit diesem Detailgrad wurde bis jetzt auf Computersimulationen oder künstlerische Darstellungen verwiesen. Dieses hochaufgelöste Bild von HL Tauri demonstriert, wozu ALMA in der Lage ist, wenn es in seiner größtmöglichen Konfiguration betrieben wird und läutet eine neue Ära in der Untersuchung der Stern- und Planetenentstehung ein."


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