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PROTOPLANETARE SCHEIBEN
Die Struktur der Scheibe um TW Hydrae 
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
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8. Februar 2017

Astronomen ist ein neuer Blick auf die Staubscheibe um den jungen Stern TW Hydrae gelungen. Sie konnten zeigen, dass sich in der erkennbaren Lücke in der Scheibe tatsächlich auch weniger Material befindet, was auf die Entstehung eines Planeten hindeuten könnte. Die Position der Lücke passt allerdings nicht zu den aktuellen Theorien über die Entstehung von Planeten.

TW Hydrae

Die protoplanetare Scheibe um den jungen Stern TW Hydrae. Die Aufnahme zeigt das Licht einer Spektrallinie von Kohlenstoffmonosulfid. Bild: R. Teague (MPIA), ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) [Großansicht]

Astronomen haben dreidimensionale Strukturen in der protoplanetaren Scheibe rund um den jungen Stern TW Hydrae nachgewiesen. Mit einer neuartigen Analysetechnik konnten sie aus Beobachtungen der Scheibe Rückschlüsse auf deren Struktur ziehen. Das ist ein Fortschritt gegenüber früheren Bildern solcher Scheibenstrukturen: In denen war nicht unterscheidbar, ob es sich um Regionen unterschiedlicher Dichte oder um Unterschiede in der Chemie oder im Aggregatzustand von Staubteilchen handelte. Das Muster in der Scheibe, eine ringförmige Lücke, könnte durch einen Planeten verursacht sein oder Instabilitäten anzeigen, aus denen ein Planet entstehen könnte.

Planeten entstehen in wirbelnden Scheiben aus Gas und Staub - und die räumlichen Strukturen solcher Scheiben enthalten wertvolle Informationen über das Wie der Planetenentstehung. Erst seit einigen Jahren gibt es überhaupt astronomische Aufnahmen, die detailscharf genug sind, um nicht nur die Scheiben als Ganzes zu zeigen, sondern auch einiges von ihrer Struktur sichtbar zu machen.

Jetzt sind Astronomen unter der Leitung von Richard Teague, einem Doktoranden am Max-Planck-Institut für Astronomie, einen Schritt weitergegangen. Anhand bisheriger Bilder von Scheibenstrukturen war nicht zuverlässig zu unterscheiden, ob sichtbare Scheibenstrukturen auf unterschiedliche Materialeigenschaften zurückgingen (etwa auf größere oder kleinere Staubteilchen) oder auf Unterschiede in der Dichte der Scheibenmaterie.

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Dichteunterschiede sind besonders interessant, weil sie die Anwesenheit eines jungen Planeten verraten können - oder aber einer Region, in der die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung eines neuen Planeten besonders groß ist. Teague und seine Kollegen kombinierten Beobachtungen an unterschiedlichen Arten von Licht: einerseits dem von den Staubteilchen reflektierten Licht, andererseits Licht, das von Kohlenstoffmonosulfid-Molekülen abgestrahlt wird.

Auf dieses Weise konnten sie eine ringförmige Lücke nachweisen, in der die Materiedichte weniger als halb so groß ist wie in den benachbarten Scheibenregionen. Die Lücke befindet sich in beträchtlicher Entfernung vom Stern: Sie ist rund 95 Mal so weit vom Zentralstern entfernt wie die Erde von der Sonne.

Egal, ob sie die Anwesenheit eines Planeten oder laufende Prozesse der Planetenentstehung signalisiert: Beide Möglichkeiten sind für die heutigen Modelle der Planetenentstehung schwer zu erklären. Diese Modelle bieten keine rechte Möglichkeit, wie sich überhaupt in solch einer Scheibe in derart großer Entfernung vom Stern Planeten bilden können. Arbeiten wie die jetzt vorgestellten Ergebnisse von Teague und Kollegen ermöglichen einen ganz neue Blick auf planetare Geburtsstätten, da sie etwas über die dreidimensionalen Unterstrukturen der protoplanetaren Scheiben verraten.

Über ihre Untersuchungen berichten Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.

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siehe auch
TW Hydrae: Sich auflösende Scheibe statt Planet? - 16. September 2016
ALMA: Eine entstehende Erde um TW Hydrae? - 1. April 2016
Hubble: Ein entstehender Planet um TW Hydrae? - 14. Juni 2013
Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Max-Planck-Institut für Astronomie
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