Wenn Planeten Scheiben sind

Neue Beobachtungen des einsamen planeten­artigen Objekts OTS44 haben starke Hinweise darauf ergeben, dass dieses Objekt ähnlich entstanden ist wie herkömmliche Sterne oder Braune Zwerge – ein überraschender Umstand, der herkömmliche Modelle der Stern- und Planeten­entstehung vor eine Herausforderung stellt. Für diese Beobachtungen hatte die Astronomen­gruppe unter der Leitung von Amelia Bayo von der Universität Valparaiso, zu der auch Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie gehören, das ALMA-Observatorium in Chile genutzt.

Die Beobachtungen erlauben die Abschätzung der Masse des Staub­anteils in der Scheibe rund um OTS44. Mit dem Ergebnis reiht sich OTS44 ein bei Objekten wie Sternen und Braunen Zwergen: Alle diese Objekte haben offenbar bestimmte ähnliche Eigenschaften, darunter einen ähnlichen Zusammenhang zwischen der Masse des Staubs in der Scheibe und der Masse des Zentral­objekts. Das neue Ergebnis ergänzt bereits länger bekannte Ähnlichkeiten, insbesondere den Umstand, dass OTS44 nach wie vor wächst, indem es Materie von seiner Scheibe auf sich zieht – auch das eigentlich charakteristisch für junge Sterne.

Insgesamt sprechen diese Befunde stark dafür, dass OTS44 in der gleichen Weise entstanden ist wie Sterne und Braune Zwerge, nämlich durch den Kollaps einer Gas- und Staubwolke. Den herkömmlichen Modellen nach sollten sich Objekte mit so geringer Masse wie OTS44 aber gar nicht auf diese Weise bilden können. Eine mögliche Alternative, nämlich die gleichzeitige Bildung mehrerer Objekte, von denen OTS44 nur eines ist, widerspricht den Beobachtungen, die keine solchen Begleiter­objekte in der Nähe von OTS44 zeigen.

Die Stärke der bei Millimeter-Wellenlängen empfangenen Strahlung weist auf die Anwesenheit von ungefähr millimeter­großen Staub­körnern hin. Auch das ist unerwartet. Unter den Bedingungen, wie sie in der Scheibe rund um ein astronomisches Objekt geringer Masse herrschen, sollte Staub sich eigentlich gar nicht zu solcher Größe (oder darüber hinaus) zusammen­ballen können. Die Staubteilchen rund um OTS44 sind allerdings trotzdem am Wachsen – und könnten sogar auf dem Wege sein, später einmal eine Art Mini-Mond des Objekts zu bilden; eine weitere Ähnlichkeit mit Sternen und ihren Planeten­systemen.

Amelia Bayo, die Leiterin des Forschungsprojekts, sagt: „Je mehr wir über OTS44 wissen, umso größer wird seine Ähnlichkeit mit einem jungen Stern. Aber die Masse des Objekts ist so gering, dass sich OTS44 den gängigen Theorien zufolge gar nicht wie ein Stern hätte bilden dürfen!"

Thomas Henning vom Max-Planck-Institut für Astronomie ergänzt: „Es ist schon beeindruckend, dass wir mithilfe eines Observatoriums wie ALMA rund eine halbe Erdmasse an Staub rund um ein Objekt mit zehn Jupiter­massen auf eine Entfernung von 500 Lichtjahren sehen können. Aber die neuen Daten zeigen uns auch die Grenzen unseres Wissens. Offenbar müssen wir über die Entstehung von astronomischen Objekten mit niedriger Masse noch viel lernen!"

MPIA / DE