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Montag, 26.09.2016
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Verblüffendes Innenleben einer Sternenscheibe

Blick in protoplanetare Scheibe enthüllt ungewöhnliche Emissionen und riesige Lücke

Planetare Kinderstube: Astronomen ist der bisher genaueste Blick in die Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern gelungen. Dabei erlebten sie gleich mehrere Überraschungen. So scheint der innere Gasring um den Stern stabil, obwohl er längst verschwunden sein müsste und in der riesigen Lücke der Staubscheibe könnte sich noch mindestens ein Planet verstecken. Auch die gewaltige Ausdehnung der Staubscheibe gibt noch Rätsel auf.
Der junge Stern HD 100546 ist von einer zweiteiligen Gas- und Staubscheibe umgeben

Der junge Stern HD 100546 ist von einer zweiteiligen Gas- und Staubscheibe umgeben

Wenn wir wissen wollen, wie unser Sonnensystem einst entstand und was seine heutige Gestalt prägte, dann hilft am ehesten ein Blick weit über die Grenzen unseres Planetensystems hinaus. Denn dort gibt es zahlreiche junge Sterne, die gerade dabei sind, Planeten zu formen. Einer der bekanntesten ist der rund 325 Lichtjahre von der Erde entfernte Stern HD 100546. Er hat nur ein Tausendstel des Alters unserer Sonne und ist noch von seiner protoplanetaren Scheibe umgeben, einer rotierenden Wolke aus Gas und Staub.

In der Staubscheibe dieses Sterns entdeckten die Astronomen bereits 2013 das bisher jüngste Planeten-"Baby". Ein winziger Lichtpunkt könnte von einem sich gerade entwickelnden Gasriesen stammen. Wie sich zudem zeigte, ist seine Staubscheibe extrem groß: Würde man den Stern an Stelle unserer Sonne platzieren, reichte die Scheibe zehnfach weiter als die Umlaufbahn des Pluto ins All hinaus.

Blick ins Innenleben


Jetzt haben Astronomen um Ignacio Mendigutía von der University of Leeds weitere, ziemlich ungewöhnliche Details in diesem System aufgespürt. Mit Hilfe des Interferometers am Very Large Telecope der ESO in Chile gelang es ihnen, den Stern HD 100546 und seine Umgebung mit zuvor unerreichter Auflösung abzubilden. "Niemand konnte bisher einen sich noch bildenden Stern so nah beobachten", sagt Mendigutía. Das sei vergleichbar mit dem Versuch, einen Stecknadelkopf in 100 Kilometern Entfernung zu sehen.


Ein noch unentdeckter Planet könnte den Transport von Gas und Staub in die innere Scheibe fördern

Ein noch unentdeckter Planet könnte den Transport von Gas und Staub in die innere Scheibe fördern

Den Astronomen gelang es erstmals, sozusagen in die "Fruchtblase" des Embryosterns hineinzuschauen – in die innerste Region dieser gigantischen Staubscheibe. Und auch da warteten gleich mehrere Überraschungen. "Die Emissionen dieses Gebiets ähnelt denen 'unfruchtbarer' junger Sterne, die keinerlei Anzeichen für eine aktive Planetenbildung zeigen", erklärt Mendigutía. Doch im Falle von HD 100546 ist man sich ziemlich sicher, dass es schon mindestens einen Protoplaneten im System gibt. Diesen Widerspruch können auch die Astronomen bisher nicht erklären.

Transfer durch die Lücke


Die neuen Aufnahmen enthüllten noch etwas: "In der Scheibe gibt es eine Lücke, die keinerlei Material enthält", berichtet der Astronom. "Diese Lücke ist riesig, sie ist etwa zehnmal so groß wie der Raum zwischen Sonne und Erde." Ein junger Stern, der sowohl eine solche Lücke in seiner protoplanetaren Scheibe besitzt als auch einen jungen Planeten, der ohne Lücke mitten im Staubring kreist, sei extrem selten.

Seltsam ist auch die relativ große Nähe dieser Lücke zum Stern. Denn dadurch dürfte der innen liegende Teil der Staub- und Gaswolke eigentlich nur ein paar Jahre überdauern, bis er durch die Anziehungskraft in den Stern hineingesogen wird. Da es diesen Staub aber immer noch gibt, vermuten die Astronomen, dass er ständig Nachschub erhalten muss.

"Der Schwerkraft-Einfluss eines oder mehrerer sich bildender Planeten in der Lücke könnte den Transfer von Material aus dem gasreichen äußeren Teil der Scheibe in die inneren Regionen fördern", meint Mendigutía. Noch hat man allerdings weder den Planeten noch den Transferprozess beobachten können. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2015; doi: 10.1093/mnras/stv1777)
(University of Leeds, 14.09.2015 - NPO)
 
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