Planeten bildende Scheiben in drei Regionen der Milchstraßengalaxie (Bildnachweis: ESO/C. Ginski, A. Garufi, P.-G. Valegård et al.)
Atemberaubende Bilder, die vom Very Large Telescope (VLT) in Chile aufgenommen wurden, geben einzigartige Einblicke in die Planetenbildung um junge Sterne.
Auf diesen Bildern sehen die entstehenden Planetensysteme eher wie Miniaturgalaxien als wie Trümmerscheiben aus. Die Figuren zeigen klar definierte Spiralarme, die aus dickem Staub entstehen. Andere zeigen weniger ausgeprägte Wolken aus leuchtender Materie. Für die Astronomen bieten diese Beobachtungen eine einzigartige Gelegenheit zu untersuchen, wie Planeten entstehen. Die Sammlung von Bildern, die von einem der leistungsstärksten Teleskope der Welt aufgenommen wurde, ist eine der größten ihrer Art und zeigt mehr als 80 junge Sterne und ihre Planeten bildenden Scheiben.
Mehr von den Scheiben, die mit dem VLT aufgenommen wurden. (Bildnachweis: ESO/C. Ginski, A. Garufi, P.-G. Valegård et al.)
„Dies ist wirklich eine Veränderung in unserem Forschungsgebiet“, sagte Christian Ginski, Dozent an der Universität Galway in Irland und Hauptautor von drei Artikeln, die die Beobachtungen beschreiben, in einer Erklärung. „Wir sind von der intensiven Untersuchung einzelner Sternsysteme zu diesem riesigen Überblick über ganze Sternentstehungsgebiete übergegangen.“
Die jungen Sterne und ihre jungen Planeten stammen aus drei großen Sternentstehungsgebieten in der Milchstraßengalaxie. Einige leben in den Gaswolken Taurus oder Chameleon I, die beide etwa 600 Lichtjahre von der Erde entfernt sind, und andere stammen aus der etwas weiter entfernten Gaswolke Orion, die etwa 1.600 Lichtjahre entfernt ist.
Die Forscher fanden eine Vielzahl von planetenbildenden Scheiben, die je nach ihrem Herkunftsort erhebliche Unterschiede aufwiesen. In der Orion-Gaswolke beobachteten die Astronomen beispielsweise Gruppen von zwei oder mehr Sternen, die nur von schwachen, planetenbildenden Scheiben umgeben waren. Einige der massereichsten Sterne in der Region wiesen seltsam geformte Scheiben auf, was auf das Vorhandensein sehr großer Planeten hindeutet, die ihre jeweiligen Scheiben durch ihre enorme Gravitationskraft verzerren.
„Einige dieser Scheiben zeigen riesige Spiralarme, die vermutlich durch das komplizierte Ballett der sie umkreisenden Planeten angetrieben werden“, so Ginski.
Planetenbildende Scheiben in der Tauruswolke, aufgenommen mit dem VLT. (Bildnachweis: ESO/A.Garufi et al.; IRAS)Andere im Datensatz weisen Ringe und große Hohlräume auf, die höchstwahrscheinlich von sich bildenden Planeten ausgehöhlt wurden. Wieder andere sind glatt und scheinbar inaktiv.
Mehr als 5.000 Exoplaneten, also Planeten, die um andere Sterne als die Sonne kreisen, wurden seit den 1990er Jahren von Teleskopen im Weltraum und auf der Erde entdeckt. Einige der entdeckten Planetensysteme sehen völlig anders aus als unser Sonnensystem, und die Astronomen versuchen daher immer noch herauszufinden, welche Faktoren die Ergebnisse der Alchemie der Planetenentstehung beeinflussen. Diese Prozesse zu beobachten, ist jedoch eine schwierige Aufgabe. Die Regionen, in denen Sterne entstehen, sind nicht nur weit entfernt, sondern auch meist von Staub verdeckt.
Für die Erstellung der neuesten Sammlung von Bildern verwendeten die Astronomen das spektro-polarimetrische Hochkontrast-Exoplaneten-Forschungsinstrument (SPHERE) des VLT, das über ein leistungsstarkes adaptives Optiksystem verfügt, das die durch die Erdatmosphäre verursachte Unschärfe korrigieren und schärfere Bilder erzeugen kann. Die Forscher konnten damit Sterne abbilden, die nur halb so groß sind wie die Sonne, was die meisten anderen Instrumente nicht können, heißt es in der Erklärung. Zusätzliche Beobachtungen mit dem Spektrographen X-shooter des VLT und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array lieferten Informationen über die Masse der Sterne, die die abgebildeten Planeten beherbergen, sowie über die Menge des umgebenden Staubs.
Die Forscher hoffen, dass sie in Zukunft, wenn das neue Extremely Large Telescope in Chile in Betrieb genommen wird, in der Lage sein werden, noch detailliertere Bilder zu erhalten und vielleicht sogar kleine, felsige Planeten in den inneren Regionen der entstehenden Planetensysteme zu entdecken.
Drei Artikel, die die Beobachtungen beschreiben, wurden am Dienstag, den 5. März, in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht (hier, hier und hier).
