ALMA: Gesteinsplaneten auch um Braune Zwerge?

astronews.com Redaktion

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Mit dem Atacama Large-Millimeter/submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen erstmals Millimeter-große Staubkörner in einer Scheibe um einen Braunen Zwerg nachweisen können. Die Körner ähneln denen, die man auch um neugeborene Sonnen findet und aus denen einmal Gesteinsplaneten entstehen. Könnten sich also auch um Braune Zwerge solche Planeten bilden? (30. November 2012)

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sirius3100

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Kleiner Tippfehler: Im Artikel steht einmal ISO-ph 102 statt ISO-Oph 102.

Zum Thema: Irgendwie wundert mich das ganze kaum. Soweit ich weiß scheint die anfängliche Entwicklung von und um braune Zwerge ja großteils ähnlich zu der von jungen Sternen zu verlaufen. Wenn es dort keine Gesteinsplaneten gäbe, würde mich das deutlich mehr überraschen. Warum waren denn bisher größere Unterschiede in der Gas-/Staubscheibe erwartet worden?
 

Aries

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Wenn sich um Sterne Planeten und um Gasplaneten Monde bilden, dann ist es nur logisch, dass sich sowas auch um Braune Zwerge, die ja ein Mittelding aus beidem sind, bildet.

Ich kann die Zweifel der Forscher daran nicht nachvollziehen.
 

sirius3100

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Das würde ich jedoch nicht zwingend so sehen. Möglicherweiße braucht es ja einen großen Zentralkörper (wie eine Sonne oder vielleicht einen braunen Zwerg) um die Vorraussetzungen zu schaffen dass Planeten Monde bilden/einfangen können.

Da ich die letzten Wochen aber recht viel über zirkum"stellare" Scheiben (dabei hauptsächlich über die Massenakkretionsraten) gelesen habe und ich da auf den ersten Blick keine wesentlichen Unterschiede zwischen jungen BD und jungen LMS sehen konnte (die Akkretionsrate ist natürlich entsprechend niedriger, scheint aber weiter näherungsweise einem masseabhängigen Exponentialgesetz zu folgen), folgere ich eben naiverweise dass die Planetenbildung dort sehr ähnlich verläuft.
Allerdings ging es in den Papern die ich gelesen habe nie um die Größe der Staubteilchen, aber auch in vielen anderen Punkten scheinen sich junge BD kaum von jungen Sternen zu unterscheiden.
 
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Chrischan

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Hallo Aries,
Wenn sich um Sterne Planeten und um Gasplaneten Monde bilden, dann ist es nur logisch, dass sich sowas auch um Braune Zwerge, die ja ein Mittelding aus beidem sind, bildet.
Die Enstehung von Sternen (inkl. BD = Brown Dwarf = Brauner Zwerg) und die Enstehung von Planeten und Monden scheint zwar auf den ersten Blick identisch zu sein, aber es sind doch sehr unterschiedliche Prozesse. BD sind deshalb auch nur ein Mittel zwischen Sternen und Planeten in Bezug zu ihrer Masse, nicht jedoch in Bezug zu ihrer Entstehung.

Ich kann die Zweifel der Forscher daran nicht nachvollziehen.
Im Bericht steht
[...] sollte es nach Meinung der Forscher zu keinem Wachstum von Partikeln kommen: Zum einen sind die Teilchen hier weniger häufig, so dass Kollisionen seltener vorkommen, und dürften außerdem eine zu hohe Geschwindigkeit haben, um nach einer Kollision aneinander kleben zu bleiben. Darüber hinaus sollten sich alle dennoch entstandenen größeren Körner schnell in Richtung des Braunen Zwergs bewegen [...]
Überaschend ist also nicht die Scheibe selbst, sondern die Größe der Staubkörner in ihr.

Gruß,
Christian
 
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Aries

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Braune Zwerge haben ungefähr ein Zweihundertstel der Sonnenmasse. Ihre Staubscheiben sind daher vermutlich zweihundertmal weniger dicht und kleiner. Das hieße, ein äquivalentes Objekt eines Himmelskörpers unseres Sonnensystems würde sich zweihundertmal näher am Zentralkörper befinden. Ein zu Eris äquivalentes Objekt wäre z. B. 51 Millionen km entfernt. Diese Entfernung ist ungefähr so groß wie die zwischen Merkur und Sonne. Das wäre weit außerhalb der Roche-Grenze!

Braune Zwerge, die um Sterne kreisen, dürften erst recht Objekte um sich bilden, da sie die Staubscheibe des Sterns mitbenutzen.
 

Bynaus

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Man kann es auch so sehen: BZ können sowohl wie Planeten als auch wie Sterne entstehen. Planeten können Monde haben, Sterne können Planeten haben. So ist es (gewissermassen aus zwei Richtungen) durchaus plausibel, dass auch Braune Zwerge Planeten (oder Monde?) haben können, da muss ich Aries recht geben. Wenn man nun aber quantitative Fragen stellt, also z.B., wie gross die betreffenden Planeten / Monde denn werden, dann müssen wir uns die Frage stellen, wie die Planeten/Mondbildungs-Prozesse (oder die Gas/Staubscheiben) genau mit der Gesamtmasse skalieren. Und das wissen wir eben nicht so genau.

Beobachtungen wie jene, die im Eingangsartikel erwähnt wurden, sind deshalb sehr wertvoll. Selbst wenn sie "nur" bestätigen, was alle schon vermutet hatten. Denn Vermuten ist letztlich auch nur eine Form von Nicht-wissen...
 

sirius3100

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Wobei die Planeten ja in eine Situation "hineingeboren" werden die nicht mit einer Situation ohne Zentralstern verglichen werden kann.
Der Zentralstern hat ja sicher enorm dazu beigetragen dass wir eine settled disk haben (sorry kA wie das im Deutschen heißt). Ich könnte mir durchaus vorstellen dass sich um einen free floating planet (Planemo oder wie auch immer man den nennen will) keine Monde bilden selbst wenn er eine Gegend durchquert welche eine ähnliche Dichte hat wie die typischen Sternentstehungsregionen. Der selbe Planet in einer bereits geformten Scheibe um einen Stern könnte jedoch durchaus genug "Kraft" haben um aus dem bereits vorhandenen Staub (der vermutlich eben auch noch stärker verdichtet wurde) Monde zu bilden.

Dass jede Beobachtung -egal ob sie jetzt nur bereits vermutete Dinge bestätigt oder Zweifel an sicher geglaubten Dingen weckt- hilfreich ist wird hier denke ich keiner bezweifeln (und ich ganz bestimmt nicht: Arbeite jetzt seit ein paar Wochen an meinem Masterprojekt und kann schon jetzt absehen dass ich wohl "nur" bereits vorhandene Thesen weiter bestätigen kann).
 

Bynaus

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Ich könnte mir durchaus vorstellen dass sich um einen free floating planet (Planemo oder wie auch immer man den nennen will) keine Monde bilden selbst wenn er eine Gegend durchquert welche eine ähnliche Dichte hat wie die typischen Sternentstehungsregionen.

Kommt halt drauf an, wie er zu dem geworden ist, was er ist. Hat er sich, wie ein Stern, aus dem Kollaps einer Gaswolke gebildet? (theoretisch sollte das bis zu etwa einer Jupitermasse möglich sein) Oder wurde er aus einem System geworfen? Wenn ja, hatte er zu dem Zeitpunkt bereits Monde gebildet oder nicht, oder hat er wenigstens noch Ringe? Je nach dem dürfte sich eine andere Art Scheibe bilden, bzw., wird er über Monde verfügen oder eben nicht.

Und: Dein Satz liest sich so, als würde ein Stern seine Gasscheibe direkt aus dem Gas der Sternentstehungsregion beziehen. Dem ist nicht so. Die Scheibe besteht aus demselben Material wie der Stern - bloss dass, sobald die zum Stern kollabierende Gaswolke auch nur ein bisschen rotiert, das Gas keine andere Wahl hat, als sich zu einer Scheibe mit zentraler Verdickung abzuflachen. Das ist mit ein Grund, warum es plausibel erscheint, dass praktisch alle Sterne Planeten haben.

Dass jede Beobachtung -egal ob sie jetzt nur bereits vermutete Dinge bestätigt oder Zweifel an sicher geglaubten Dingen weckt- hilfreich ist wird hier denke ich keiner bezweifeln

Ja. Ich wollte bloss festhalten, warum es Sinn macht, nach solchen Dingen zu suchen, auch wenn man denkt, zu wissen, was dabei rauskommt.

Alles Gute bei deiner Masterarbeit! Worum geht es da?
 

sirius3100

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Und: Dein Satz liest sich so, als würde ein Stern seine Gasscheibe direkt aus dem Gas der Sternentstehungsregion beziehen.
Ne, das hab ich nicht so gemeint. War aber auch unglücklich ausgedrückt von mir.

Alles Gute bei deiner Masterarbeit! Worum geht es da?

Danke.

Es geht um die exponentielle Abhängigkeit der Massenakkretionsrate junger Sterne und brauner Zwerge von der Masse dieser Sterne und BDs ;).
Der empirisch gefundene Exponent scheint dabei ca. 2 zu sein. Aus gängigen Theorien scheint aber eher ein Exponent um 1 zu folgen (wobei es wohl durchaus eine Theorie gibt die auf einen Exponenten von 2 kommt, diese das aber genau genommen nur für die "Ansammelrate" von Gas von außerhalb des Sternsystems tut und nicht erklärt warum die Akkretionsrate auf den Stern in selbem Maße mit der Masse zunehmen sollte).
Ich persönlich werde dazu aber nur eine kleine statistische Auswertung machen (im Moment bin ich noch am Sammeln von Akkretionsraten aus verschiedenen Papern, Iso-Oph 102 ist aber schon dabei:)), bei welcher vor allem die oberen Limits die man bisher für manche Akkretionsraten gefunden hat stärker berücksichtigt werden sollen. Wobei es meiner Meinung nach mittlerweile eigentlich so viele Messdaten mit verschiedenen Methoden gibt, dass ich es für recht unwahrscheinlich halte dass ich auf einen deutlich anderen Exponenten als 2 komme.
Bin aber wirklich noch in der Anfangsphase und muss mir dementsprechend noch 'ne Menge Wissen in dem Bereich aneignen (sowohl was die statistischen Methoden, als auch was zirkumstellare Scheiben angeht).
 
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