Neue Einblicke in die Planetenentstehung
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Heidelberg astronews.com
13. Dezember 2018
Beobachtungen mit dem Radioteleskopverbund ALMA in der
chilenischen Atacamawüste haben den Astronomen neue Einblicke in die
Entstehungsprozesse von Planeten verschafft. Die Daten deuten darauf hin, dass
große Planeten wie Neptun oder Saturn offenbar sehr viel schneller entstehen
können, als die Astronomen bislang angenommen hatten.
Die jetzt vorgestellten Ergebnisse beruhen
auf Daten des Radioteleskopverbunds ALMA in der
chilenische Atacamawüste.
Bild: ESO/C. Malin [Großansicht] |
Bislang unbekannte, für die Forschung spektakuläre Strukturen in Staub- und
Gasgürteln junger Sterne geben vollkommen neue Einblicke in die Geburtsstätten
von Planeten: Entdeckt wurden sie von einem internationalen Astronomenteam, das
20 dieser sogenannten protoplanetaren Scheiben im Rahmen einer
Beobachtungskampagne untersucht hat. Zum Einsatz kam dabei ein Teleskopverbund,
das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA).
"Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass Planeten viel schneller
entstehen können als bislang angenommen“, betont Prof. Dr. Cornelis Dullemond
vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, der einer der Leiter der
Kampagne ist. Über die Entstehung von Planeten und die damit verbundenen
physikalischen Mechanismen ist bislang wenig bekannt. Bisherige Modelle besagen,
dass Planeten über Millionen von Jahren durch die allmähliche Verdichtung von
Staub und Gas in einer protoplanetaren Scheibe geboren werden – beginnend mit
Staubkörnern, die sich zu immer größeren Gesteinsbrocken zusammenfügen.
Im Rahmen der aktuellen Beobachtungskampagne des "Disk Substructures at High
Angular Resolution Project" (DSHARP) haben die Astronomen Staubpartikel
untersucht, die auf natürliche Weise im Millimeterwellenlicht leuchten. Auf
diese Weise konnte mithilfe von ALMA und seiner extrem scharfen Bilder die
Dichteverteilung der kleinen, festen Partikel um junge Sterne präzise abgebildet
werden. Die überzeugendste Interpretation dieser Beobachtungen ist nach Angaben
der beteiligten Forscher, dass sich große Planeten wie zum Beispiel Neptun oder
Saturn viel schneller gebildet haben, als es die gegenwärtige Theorie
voraussagt.
Solche Planeten neigen offensichtlich auch dazu, sich in enormen Entfernungen
von ihren Muttersternen zu entwickeln. "Wir sehen klar definierte Details bei
jungen Sternen unterschiedlicher Massen, einschließlich markanter Ringe und
Lücken, die in ganz verschiedenen Abständen von ihren Wirtssternen vorkommen.
Sie sind offenbar ein Hinweis auf die Anwesenheit von Planeten", erläutert
Dullemond.
Mithilfe der jüngsten Beobachtungen kann möglicherweise auch erklärt werden,
wie sich erdähnliche Planeten bilden und wachsen können. So rätseln Astronomen
seit Jahrzehnten über eine Unstimmigkeit in der Theorie der Planetenentstehung.
"Wenn staubige Körper etwa die Größe von Murmeln erreichen, würde die Dynamik
einer strukturlosen glatten protoplanetaren Scheibe dazu führen, dass diese
irgendwann auf ihren Mutterstern fallen und niemals die für Planeten
erforderlichen Masse erreichen können", unterstreicht Dullemond.
Die ALMA-Bilder deuten jedoch darauf hin, dass diese "Murmeln" in Ringen
eingeschlossen sind. "Jeder dieser Ringe enthält viele Dutzend Erdmassen in Form
dieses staubigen Materials. Sie sind die idealen Orte, an denen sich neue
Planeten bilden können", so der Heidelberger Astronom. "Die dichten Staubringe
schaffen somit einen sicheren Hafen, in dem felsige Welten vollständig reifen
können".
Die Forschungsergebnisse wurden in einer Reihe von Veröffentlichungen
publiziert und zu einer Sonderausgabe der Astrophysical Journal Letters
zusammengefasst.
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