EXTRASOLARE PLANETEN
Jung-Astronomen erforschen Planetenentstehung
Redaktion
astronews.com
23. April 2003

Schon im Rahmen der Diplomarbeit lassen sich in der Astrophysik mitunter spannende Fragestellungen bearbeiten: So untersuchten zwei Studentinnen aus Bochum die Entstehung neuer Sterne und ermittelten, um wie viele dieser neuen Sonnen eventuell ein Planetensystem entstehen könnte.

Der Omega-Nebel (M17). Foto: ESO

Faszinierende Bilder von der Geburt neuer Sterne und Planetensysteme gewannen die angehenden Astrophysikerinnen Katrin Kämpgen und Vera Hoffmeister im Rahmen ihrer Diplomarbeiten unter Betreuung von Prof. Dr. Rolf Chini von der Ruhr-Universität in Bochum: Die beiden Studentinnen beobachteten zum einen Sternenembryos, die sich aus Staubwolken zusammenballen, und erstellten damit erstmals genaue Karten dreier Sternentstehungsregionen. Zum anderen konnten sie ermitteln, um welche neuen Sterne einer Region sich wahrscheinlich Planetensysteme bilden werden.

Sterne entstehen, indem sich interstellare Gas- und Staubwolken aufgrund der Schwerkraft zusammenballen, so dass sich so genannte Protosterne bilden. Diese Objekte lassen sich nur anhand der Wärmestrahlung des in ihnen enthaltenen Staubes nachweisen. Da seine Temperatur allerdings nur etwa minus 250 Grad Celsius beträgt, sind Protosterne weder durch Messungen des sichtbaren Lichts noch durch Messungen der Infrarotstrahlung beobachtbar. Nur wenn man Wellenlängen von etwa einem Millimeter, also Strahlung zwischen Infrarot- und Radiobereich misst, kann man sie beobachten. Die dazu notwendige Technik gibt es erst seit wenigen Jahren.

Aber Katrin Kämpgen hatte Glück: Sie begann ihre Diplomarbeit, als gerade ein solcher Detektor auf der Europäischen Südsternwarte in La Silla (Chile) in Betrieb genommen wurde. Drei Wochen lang scannte sie 16 Stunden täglich den Himmel in drei Regionen ab, in denen bekanntermaßen gerade Sternentstehungsprozesse im Gang sind. So konnte sie rund zehn neue Protosterne entdecken und ihre Massen und Temperaturen bestimmen. Damit entstand erstmals ein vollständiges Bild dieser drei Regionen.

Vera Hoffmeister untersuchte die Bildung von Planetensystemen im Omeganebel: Die meisten Sterne entstehen in so genannten Sternhaufen, Ansammlungen von mehreren Hundert bis mehreren Tausend Sternen. Solche Haufen sind ideale Gebiete für die Planetenentstehung, da immer auch Material übrig bleibt, das sich in einer Scheibe um den Stern herum sammelt, und aus dem sich prinzipiell Planeten bilden können. Um solche Frühstadien von Planetensystemen, also solche zirkumstellaren Scheiben, nachzuweisen, maß sie die Helligkeit der Sterne bei verschiedenen Wellenlängen vom Optischen bis zum infraroten Wellenbereich. Zirkumstellare Scheiben senden anders als Sterne nur Infrarotlicht aus. Übersteigt die gemessene Infrarot-Helligkeit eines Sterns die vorhergesagte, so ist dies ein eindeutiges Zeichen für die Existenz einer zirkumstellaren Scheibe. Ihr Ergebnis: Rund die Hälfte der etwa 2.000 untersuchten Sterne ist von zirkumstellaren Staubscheiben umgeben, aus dem sich Planeten bilden können.

Über ihre Arbeit berichten die beiden Diplomandinnen in einer Sonderausgabe des Bochumer Forschungsjournals JuniorRUBIN. Der Artikel über die Forschungen ist auch im Internet verfügbar.