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Montag, 18.12.2017
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Entstehung von Planetenwüsten geklärt

Simulationen zeigen, warum einige Umlaufbahnen um die Sterne beliebter sind als andere

Gasriesen wie Jupiter sind nicht überall um einen Stern herum zu finden - sie bevorzugen bestimmte Umlaufbahnen. Astronomen haben jetzt herausgefunden, wieso: Die hochenergetische Strahlung eines sich bildenden Sterns verdampft alles Gas in einer bestimmten Entfernung; so entsteht dort eine Lücke. "Die Planeten verteilen sich daher nicht gleichmäßig, sondern es entstehen Wüsten ohne Planeten sowie an anderer Stelle Planetenhaufen", sagt Ilaria Pascucci vom Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona, einer der beiden Autoren der Studie. Die Forscher präsentieren ihre Ergebnisse am Montag auf der 43. Lunar and Planetary Science Conference in Texas sowie im Fachmagazin "Journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".

Gas einfach weggeschossen


Wenn ein neues Sonnensystem entsteht, lässt sich immer ein Zwischenstadium beobachten: Im Zentrum bildet sich der Stern und um ihn herum dreht sich eine Scheibe aus Gas und Staub. Die Babysonne sendet dabei Strahlen sehr hoher Energie aus.

Staubscheibe um jungen Stern

Staubscheibe um jungen Stern

Wie die beiden Astronomen Richard Alexander von der University of Leicester und Ilaria Pascucci schreiben, heizen diese Strahlen das Gas innerhalb der Scheibe auf und lassen es verdampfen - aber nur in bestimmten Entfernungen: "Das Material, das sehr nahe am Stern ist, wird zwar sehr heiß, wird aber durch die starke Anziehungskraft des Sterns an seinem Platz gehalten", sagt Alexander. "Weiter draußen, wo die Gravitation geringer ist, verschwindet das aufgeheizte Gas ins Weltall." In noch größerer Entfernung komme nicht mehr genug Strahlung an, dort bliebe die Gasscheibe also wieder unversehrt.

So entstehe eine Lücke in der Gasscheibe - und dieser Zwischenraum bremse die Gasriesen aus, wenn sie sich durch das neu bildende Sonnensystem bewegen, schreiben die Forscher. "Die Planeten halten dann entweder vor oder hinter der entstandenen Lücke an", sagt Pascucci. Dort häuften sich folglich mehrere Gasriesen an - im Zwischenraum selber ließen sich keine Planeten nieder, das würden die späteren Planetenwüsten. Das haben die Wissenschaftler anhand von Computersimulationen berechnet.


Bekanntes Phänomen endlich erklärt


Dass Gasriesen ähnlich unserem Jupiter selten gleichmäßig um ihren Stern verteilt sind, haben Astronomen schon bei vielen fremden Sonnensystemen beobachtet. Diese großen Planeten bevorzugen - je nach Sonnenmasse - oft Umlaufbahnen, deren Sonnenabstand ein- oder zweimal der Entfernung zwischen Erde und Sonne gleichkommt.

Allerdings gebe es durchaus Ausnahmen von der Regel, fügt Alexander hinzu. Dazu gehört zum Beispiel unser Sonnensystem: Jupiter befindet sich fünf Sonne-Erde-Abstände von der Sonne entfernt, also drei bis fünfmal so weit wie die Berechnungen der Forscher nahelegen. Die anderen Gasriesen Saturn, Uranus und Neptun sind sogar noch weiter von der Sonne weg. Solche Anordnungen seien laut Computersimulationen allerdings weniger wahrscheinlich, sagt Alexander. "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass unser Sonnensystem irgendwie ungewöhnlich ist, aber wir können noch nicht sagen, wie ungewöhnlich." Eine Antwort auf die Frage gebe es hoffentlich in einigen Jahren, sagt er, wenn sich die Astronomen weitere Planeten in fremden Sonnensystemen angesehen hätten.
(University of Arizona, 20.03.2012 - BO)
 
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