Mittels ALMA

Forscher finden Planetenbaustelle um junge Sterne

16.12.2015 12:00

Mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), einem Verbund von 66 Teleskopen in Chile, haben Astronomen jetzt die bis dato konkretesten Hinweise dafür gefunden, dass sich in Scheiben aus Gas und Staub um vier junge Sterne erst kürzlich Planeten mit mehreren Jupitermassen gebildet haben. Messungen des die Sterne umgebenden Gases haben außerdem Hinweise zur Beschaffenheit dieser Himmelskörper geliefert.

Planeten findet man fast um jeden Stern, aber die Astronomen verstehen noch nicht ganz wie - und unter welchen Umständen - sie sich bilden. Um solche Fragen beantworten zu können, untersuchen sie die rotierenden Scheiben aus Gas und Staub, die es um junge Sterne gibt und aus denen Planeten entstehen. Diese Scheiben sind jedoch klein und weit von der Erde entfernt. Man braucht daher die Leistungsfähigkeit von ALMA, um ihren Geheimnissen auf die Spur zu kommen.

Eine bestimmte Art von Scheiben, die man als Übergangsscheiben bezeichnet, überrascht durch die Abwesenheit von Staub in ihrem Zentrum, also in der Region unmittelbar um den Stern. Es gibt zwei Erklärungsversuche für diese merkwürdigen Lücken: Zum einen könnten starke Sternwinde und intensive Strahlung das umgebende Material weggeblasen oder zerstört haben, zum anderen könnten massereiche junge Planeten bei ihrer Entstehung das Material auf ihrer Bahn um den Stern entfernt haben.

Die unvergleichliche Empfindlichkeit und Abbildungsschärfe von ALMA, das am Chajnantorplateau im Norden Chiles steht, haben jetzt einem Team um den Astronomin Nienke van der Marel von der Sterrewacht Leiden in den Niederlanden ermöglicht, die Verteilung von Gas und Staub in vier dieser Übergangsscheiben besser als je zuvor abzubilden und so erstmals erlaubt, eine Entscheidung zwischen den beiden Erklärungsversuchen für die Staublücken zu treffen.

Planeten entfernen Gas aus ihrer Umlaufbahn
Die neuen Bilder zeigen, dass es in den Staublücken eine signifikante Menge an Gas gibt. Aber zur Überraschung des Teams weist das Gas ebenfalls eine Lücke auf, jedoch bis zu dreimal kleiner als die Staublücke. Das lasse sich nur mit dem Szenario erklären, bei dem frisch entstandene massive Planeten das Gas aus ihrer jeweiligen Umlaufbahn entfernt, jedoch die Staubpartikel weiter außen eingefangen haben, berichten die Forscher.

"Die tiefe Lücke weist klar auf die Anwesenheit von Planeten mit mehreren Jupitermassen hin. Sie erzeugen diese Teilungen an den Stellen, wo sie durch die Scheibe pflügen", so Van der Marel. Es seien aber noch weitere Beobachtungen erforderlich, um zu sehen, ob auch andere Übergangsscheiben auf das Planeten-Aufsammel-Szenario hindeuten, berichten die Wissenschaftler.