Wie Planetensysteme entstehen
Neugeborene Planeten beeinflussen Form protoplanetarischer Scheiben.
Bislang ist noch nicht vollständig geklärt, welchen Einfluss Planeten auf die Form der Scheiben um junge Sterne haben, in denen sie entstehen. Planeten entstehen in Scheiben aus Gas und Staub, die neugeborene Sterne umgeben. Solche protoplanetarischen Scheiben können sich über mehrere Milliarden Kilometer erstrecken. Im Laufe der Zeit kollidieren Partikel in ihnen und verbinden sich, sodass schließlich planetengroße Objekte daraus entstehen. Allerdings bleiben die genauen Details über die Entwicklung dieser planetenbildenden Scheiben weiterhin rätselhaft. Mit dem SPHERE-
Abb.: Konzentrische Ringe und Spiralarme - SPHERE-
Das Instrument SPHERE kann durch die Kombination neuartiger Technologien feine Details protoplanetarischer Scheiben direkt abbilden. Die Wechselwirkung zwischen protoplanetarischen Scheiben und den darin wachsenden Planeten kann dazu führen, dass die Scheibe verschiedene Formen annimmt: riesige Ringe, Spiralarme oder eine durch Schatten entstandene scheinbare Lücke in der Scheibe.
RXJ1615 ist ein junger Stern, der sich 600 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Skorpion befindet. Jos de Boer von der Sternwarte Leiden in den Niederlanden und seine Kollegen fanden eine komplexe Anordnung konzentrischer Ringe, die den jungen Stern umgeben. Solch ein komplexes Ringsystem in einer protoplanetarischen Scheibe konnte bisher nur wenige Male abgebildet werden. Das System ist nur 1,8 Millionen Jahre alt. Die Scheibe liefert Hinweise darauf, dass ihre Form von Planeten beeinflusst wurde, die sich noch im Entstehungsprozess befinden.
Auch der junge Stern HD 97048 im Sternbild Chamäleon, der etwa 500 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, zeigt konzentrische Ringe in seiner Scheibe. Die Symmetrie der beiden Systeme ist ein überraschendes Ergebnis, da die meisten protoplanetarischen Systeme eine Vielzahl von asymmetrischen Spiralarmen, Lücken und Wirbel enthalten.
Ein Beispiel der häufiger auftretenden asymmetrischen Scheiben umgibt den Stern HD 135344B, der etwa 450 Lichtjahre von uns entfernt ist. Obwohl der Stern in der Vergangenheit schon ausgiebig untersucht wurde, konnte die protoplanetarische Scheibe des Sterns mit SPHERE mit nochmal mehr Detailschärfe beobachtet werden. Das große zentrale Loch und die beiden markanten spiralarmähnlichen Strukturen sind vermutlich durch einen oder mehrere massereichen Protoplaneten entstanden, die irgendwann zu einem jupiterähnlichen Planeten werden.
Außerdem wurden vier dunkle Streifen beobachtet, bei denen es sich offenbar um Schatten handelt, die durch die Bewegung der Materie innerhalb der Scheibe von HD135344B entstehen. Außergewöhnlich war, dass sich einer der Streifen in den Monaten zwischen den Beobachtungen deutlich veränderte. Die Beobachtungen zeigen, dass die komplexen und sich verändernden Scheiben, die junge Sterne umgeben, immer wieder für überraschende Entdeckungen sorgen können. Den Forschern gelang es, durch ihre Ergebnisse einem Verständnis der Wechselwirkung zwischen Planeten und protoplanetarischen Scheiben einen Schritt näher zu kommen – und damit auch dem Verständnis der Entstehung von Planeten.
ESO / RK
