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VLT
Beobachtung eines entstehenden Planeten?
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
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21. Januar 2021

Forschende haben einen Wirbelwind von Staub in einer Umlaufbahn um einen jungen Stern entdeckt. Es wäre möglich, dass sich in diesem Material gerade ein neuer Planet bildet. Der Fund gelang bei Beobachtungen mit einem neuen Instrument am Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO, das das Licht von vier Teleskopen kombiniert.

HD 163296

Schematischer Anblick des Wirbels um einen möglicherweise gerade entstehenden Exoplaneten um den Stern HD 163296. Der helle gelbliche Bereich oben rechts zeigt ein Gebiet mit warmem Staub und Granulat mit hoher Wahrscheinlichkeit für die Bildung eines neuen Planeten. Bild: J. Varga et al.  [Großansicht]

Ein möglicherweise gerade entstehender extrasolarer Planet umkreist den Stern HD 163296 auf einer engen Umlaufbahn. HD 163296 ist ein von Astronomen regelmäßig erforschter junger Stern in Richtung des Sternbilds Schütze in rund 330 Lichtjahre Entfernung. Bereits in früheren Untersuchungen haben Forschende Anzeichen für die Entstehung von drei großen Exoplaneten in ausgedehnten Umlaufbahnen um diesen Stern gefunden. Nun könnte eventuell ein vierter Planet wesentlich näher an dem Stern hinzukommen.

Das Team unter der Leitung von Jozsef Varga von der Universität Leiden in den Niederlanden untersuchte den Stern in fünf Nächten im März und Juni 2019. Sie richteten ihr Teleskop auf den inneren Teil der Staub- und Partikelscheibe um den Stern. Die Astronomen fanden einen Ring von warmem feinen Staub in einer Entfernung vom Stern, die der Entfernung des innersten Planeten Merkur von der Sonne entspricht. Das auffälligste dabei war, dass ein Teil des Rings viel heller, also heißer als der Rest erscheint. Dieser heiße Bereich scheint den Stern in ca. einem Monat zu umkreisen.

Die Forschenden vermuten, dass der heiße Bereich einen Wirbel in der Scheibe um den Stern darstellt, aus dem sich ein neuer Planet bilden könnte. Diese Annahme konnten sie durch den Vergleich mit numerischen Simulationen unterstützen. Während im Rest der Scheibe Staub und Granulat zusammenklumpen, stellt sich das Material in dem Wirbel als feiner Staub dar. Dieser feine Staub wird in dem heißen Fleck sichtbar.

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Den Astronominnen und Astronomen gelang die Entdeckung mithilfe des neuen MATISSE-Instruments. Dieses Instrument kombiniert und analysiert das Licht von vier Einzelteleskopen des Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte auf dem Cerro Paranal im nördlichen Chile. Durch die Kombination wird ein virtuelles Teleskop mit einem Durchmesser von 200 Metern gebildet. Dem Team gelang die Entdeckung im Rahmen der speziellen Beobachtungszeit mit einem neuen Instrument, die den an der Entwicklung und am Bau Beteiligten als Belohnung für ihre Arbeit zur Verfügung gestellt wird.

Das MATISSE-Instrument wurde speziell für die Analyse von infraroter Strahlung konzipiert. Diese Strahlung entsteht, wenn ein kosmisches Objekt wie z. B. ein Planet oder eine Staubscheibe Wärme abstrahlt. Das Instrument muss gekühlt werden, um zu verhindern, dass es selbst infrarote Strahlung aussendet. "Dieses erste wissenschaftliche Ergebnis markiert den Startpunkt weiterer Forschung für unser Team. Eines der Ziele ist die Untersuchung weiterer Sterne mit Staubscheiben und speziell diejenigen, in denen erdähnliche Planeten entstehen können", blickt Gerd Weigelt in die Zukunft. Der Astronom vom Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hatte eine langjährige Beteiligung bei der Entwicklung von MATISSE als Leiter der Forschergruppe Infrarot-Interferometrie am Institut geführt.

Die Ergebnisse werden in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

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siehe auch
VLT: Planetenentstehung um AB Aurigae? - 20. Mai 2020
Links im WWW
Varga et al.: The asymmetric inner disk of the Herbig Ae star HD 163296 in the eyes of VLTI/MATISSE: evidence for a vortex?, AA (2020), zur Veröffentlichung akzeptiert (Preprint)
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
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