Wie Exoplaneten entstehen Forscher entdecken Geburtsort erdähnlicher Planeten

Der in dieser Abbildung  gezeigte Exoplanet HD 106906  befindet sich in einer  Umlaufbahn um einen 336 Lichtjahre von der Erde entfernten Doppelstern. Foto: Nasa/Esa/M. Kornmesser (ESA/Hubble)
Der in dieser Abbildung gezeigte Exoplanet HD 106906 befindet sich in einer Umlaufbahn um einen 336 Lichtjahre von der Erde entfernten Doppelstern. Foto: Nasa/Esa/M. Kornmesser (ESA/Hubble)

Forscher haben schon Tausende erdähnliche Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Doch wie diese Exoplaneten entstanden sind, war bisher unklar. Heidelberger Wissenschaftler haben dieses Rätsel jetzt entschlüsselt.

Leben: Markus Brauer (mb)
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Heidelberg - Astronomen ist mit einem neuen Beobachtungsinstrument ein detallierter Blick auf einen Geburtsort erdähnlicher Planeten – sogenannte Exoplaneten – gelungen. Die Forscher entdeckten Hinweise auf einen Wirbel am inneren Rand einer planetenbildenden Scheibe um einen jungen Stern, wie das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg am Donnerstag (21. Januar) mitteilte. In solchen Wirbeln könnten kleine Teilchen zusammenströmen und wachsen, um die Bausteine für spätere Planeten zu produzieren.

Für ihre Beobachtungen im Zuge einer internationalen Kooperation setzten MPIA-Wissenschaftler das neue Instrument „Matisse“ ein, zu dessen Bau das MPIA wesentlich beigetragen hatte. Dabei handelt es sich um eine Infrarotkamera für das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile.

Bisher 4000 erdähnliche Planeten entdeckt

„Matisse“ (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) kombiniert das von bis zu vier einzelnen Teleskopen gesammelte Licht und nimmt bildgebende Beobachtungen vor. Damit simuliert die Anlage die Abbildungsleistung eines Teleskops mit einem Durchmesser von bis zu 200 Metern.

Astronomen spürten bislang mehr als 4000 erdähnliche Planeten auf, die um ferne Sterne kreisen. Allerdings erforschen Wissenschaftler immer noch, wie sich diese Planeten aus den Scheiben aus Staub und Gas bilden, die ihre Muttersterne umgeben.

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In diesen Regionen entstehen die erdähnlichen Planeten aus Gesteinsbrocken, die mit der Zeit aus winzigen Staubkörnern wachsen. Die Beobachtungen mit „Matisse“ liefern Hinweise auf einen Wirbel, der in einen Ring aus heißem Staub am inneren Rand der sogenannten protoplanetaren Scheibe des jungen Sterns HD 163296 eingebettet ist.

Aus Sternenstaub entstehen neue Himmelskörper

Der mögliche Wirbel zeigte sich nach MPIA-Angaben als heißer Fleck, der eine Asymmetrie am inneren Rand der Scheibe erzeugt. Unter Einbeziehung veröffentlichter Daten schlossen die Wissenschaftler, dass er den Stern etwa innerhalb eines Monats umkreist.

Seine Bahn befindet sich in einem Abstand zum Zentralstern, der mit der Umlaufbahn des sonnennächsten Planeten Merkur um unser Zentralgestirn vergleichbar ist.

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„Die höhere Staubdichte bewirkt ein schnelleres Wachstum der Staubkörner als irgendwo sonst in der Scheibe“, erläutert Roy van Boekel, der das „Matisse“-Projekt am MPIA managt. „Das könnte diese Wirbel zu effizienten Fabriken für die Herstellung der Bausteine zukünftiger Planeten machen.“

Einige der neu gebildeten Felsbrocken kollidieren unter hohen Geschwindigkeiten, wodurch das Material zu winzigen Körnern zermahlen wird. Diese können höhere Temperaturen erreichen als größere Steinchen, was der wahrscheinliche Ursprung des in den Daten gefundenen heißen Flecks ist.

Über dieses Ergebnis ihrer Forschungen berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“.




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