Unfreiwillige Geisterfahrer

Sterne entstehen aus sich drehenden Gasmassen. Auch in unserem Sonnensystem verhält es sich so, dass die Planeten ihren Stern, also die Sonne, in einer gemeinsamen Ebene im gleichen Sinn umlaufen, und dass der Stern sich selbst auch im gleichen Sinn um seine Achse dreht. Astrophysiker der Universität Wien haben nun Berechnungen über kollabierende Gaswolken angestellt und herausgefunden, dass einige Planeten ihren Stern „falsch herum“ umlaufen, also rückläufig sind. Damit wird die gängige Planeten-Entstehungstheorie um ein Kapitel reicher.

Astronomen entdeckten bislang mehr als 1800 extrasolare Planeten. Nach gängiger Theorie entstehen die Planeten innerhalb einer riesigen Gas- und Staubscheibe, die einen jungen, nur Millionen Jahre alten Stern umkreisen. Die gewaltigen Scheiben von der Größe eines ganzen Planetensystems entstehen durch die Drehbewegung der ursprünglichen Gaswolke, die sich zusammen­zieht und dabei sich immer schneller zu drehen beginnt. Auch der Stern selber bildet sich aus diesen rotierenden Gasmassen.

Wie die Beobachtungen jedoch überraschend gezeigt haben, umlaufen einige Planeten ihren Stern „falsch herum“, sind also rückläufig. Bisherige Erklärungs­versuche für die rückläufigen Planeten nahmen an, dass sich mehrere Planeten in einem Sonnensystem mittels ihrer Schwerkraft einem Tauziehen aussetzen, infolge dessen sich ihre Bahnen in die Länge ziehen und gegenseitig geneigt werden. Dieser Prozess würde möglicherweise mehrere hundert Millionen Jahre andauern, bis sich Planeten auch in rückläufigen Bahnen finden.

„Wir haben mit neuen, aufwändigen Modell­rechnungen ein anderes Erklärungs­modell für diese rückläufigen Planeten gefunden und bringen damit die Planeten-Entstehungs­theorie auf völlig neue Wege“, so Eduard Vorobyov vom Institut für Astro­physik der Universität Wien.

Wie die Modellberechnungen zeigen, ziehen sich stern­produzie­rende Gaswolken im inter­stel­laren Raum nicht isoliert zusammen, sie sind vielmehr in einem chaoti­schen Gasmedium eingebettet sind, das Wirbel mit verschiedenen Richtungen aufweist.

Wenn eine Gaswolke sich zunächst in eine gewisse, wenn auch zufällige Richtung zu drehen beginnt, so kann sie in ihrer Wanderung durch den interstellaren Raum schon in Kürze in ein Gebiet gelangen, in dem außen herum ähnliche Gasansammlungen in die entgegen­gesetzte Richtung strömen. „Solche einzelnen Wolken fliegen durch ein turbulentes inter­stel­lares Medium gleich einer Biene in einem Bienenstock", erklärt Vorobyov.

Dieser Ansatz bildete den Ausgangspunkt für die hydro­dynamischen Simula­tions­rechnungen des Teams, zu dem auch Manuel Güdel von der Universität Wien und Douglas Lin von der University of California in Santa Cruz gehören. Die Forscher unterwarfen eine sich zusammen­ziehende Gaswolke, die durch ihre Dreh­bewegung bereits eine riesige Gasscheibe um den sich aufbauenden Stern gebildet hatte, einer äußeren Gas­strömung, die in der Gegen­richtung rotierte und damit Kräfte auf die Scheibe übertrug.

In der Folge bildete sich in den äußeren Regionen eine verkehrt herum rotierende Scheibe, und an der Über­gangs­stelle, wo sich die Kräfte noch die Waage hielten, öffnete sich eine Lücke zwischen den beiden Scheiben. Die innere, recht­läufige Scheibe fiel nun weiter zum Stern und ließ diesen anwachsen, während die äußere Scheibe danach in Stücke zerfiel, in denen sich später Planeten bilden können. Diese würden dann zwangslos in die „verkehrte“ Richtung um den Stern laufen.

„Die weitere Umgebung der Stern- und Planeten­entstehung ist also von größter Wichtigkeit für den Aufbau eines Planeten­systems; die Art, wie eine Gaswolke von außen behandelt wird, kann den Charakter eines ganzen Planeten­systems bestimmen“, resümiert Vorobyov. Die neue Theorie für rückläufige Planeten steht damit aber erst am Anfang. Neu geplante Modell­rechnungen sollen nun Aufschluss über eine ganze Palette von möglichen Planeten­anordnungen geben.

U. Wien / OD