Eine Illustration zeigt einen sich neu bildenden, abgeflachten, kugelförmigen Planeten in einer Gasscheibe um einen jungen Stern.(Bildnachweis: Robert lea (erstellt mit Canva))
Süße neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass neu entstehende Planeten eine abgeflachte Form haben könnten, die der einer beliebten britischen Süßigkeit ähnelt.
Ein Forscherteam der University of Central Lancashire (UCLan) in England hat mit Hilfe von Computersimulationen die Entstehung von Planeten in dichten Gasscheiben um junge Sterne modelliert. Beim Vergleich dieser Modelle mit tatsächlichen Beobachtungen entdeckten sie, dass die jungen Planeten Formen annahmen, die den Erwartungen widersprachen.
„Wir untersuchen die Planetenentstehung schon seit langem, aber nie zuvor hatten wir daran gedacht, die Form der Planeten zu überprüfen, wenn sie sich in den Simulationen bilden. Wir sind immer davon ausgegangen, dass sie kugelförmig sind“, sagt Dimitris Stamatellos, Astrophysiker an der UCLan. „Wir waren sehr überrascht, dass sie sich als abgeflachte Sphäroide herausstellten, ähnlich wie Smarties!“
Leser außerhalb Großbritanniens und Europas sind mit Smarties vielleicht nicht vertraut – zumindest mit dieser Version. Bei den europäischen Smarties handelt es sich um abgeflachte, kugelförmige Schokoladenscheiben mit einer bunten Hartkaramellenhülle, die von Nestle hergestellt und in sechseckigen Pappröhren verkauft werden. (Für die Leser in den USA sind Smarties eine ganz andere Süßigkeit: kleine, scheibenförmige Zuckerwaffeln, die in einer durchsichtigen Plastikhülle verpackt sind).
Während bis heute über 5.000 Exoplaneten entdeckt wurden, verstehen die Astronomen die Abfolge der Ereignisse, die ihre Geburt und frühe Entwicklung kennzeichnen, noch immer nicht im Detail. Die neue Forschung könnte mehr Licht auf diesen Prozess werfen.
U.K. Süßwaren-Smarties vor einem Hintergrund aus Sternen, die ähnlich geformt sein können wie die sich bildenden Planeten. (Bildnachweis: Robert Lea)
Planeten bilden sich aus ihren (nicht schokoladigen) Zentren
Das UCLan-Team kam zu seiner kosmischen Bonbon-Schlussfolgerung, nachdem es die Entstehungsmechanismen von Gasriesenwelten wie Jupiter untersucht hatte. Sie konzentrierten sich auf die anfänglichen Formen solcher Planeten und darauf, wie diese das Wachstum von Planetensamen erleichtern könnten, was zu massiven Planeten führen könnte, die sogar größer als die Riesen unseres Sonnensystems sind.
Die Standardtheorie der Planetenentstehung besagt, dass dieses Wachstum allmählich erfolgt, indem sich Staubpartikel über lange Zeiträume hinweg zu immer größeren Objekten zusammenlagern. Dies wird als „Kernakkretion“ bezeichnet und ist das bevorzugte Modell der Planetenbildung.
Alternativ könnte die Planetenentstehung in kürzeren Zeiträumen erfolgen, wenn große rotierende protoplanetare Scheiben um junge Sterne in Stücke brechen – die „Scheibeninstabilitätsmethode“. Das Modell des Teams scheint dieser weniger beliebten Theorie mehr Glaubwürdigkeit zu verleihen, da es eine schnelle Planetenentstehung durch Scheibeninstabilität unterstützt.
„Diese Theorie [der Scheibeninstabilität] ist interessant, da sich große Planeten in großer Entfernung von ihrem Wirtsstern sehr schnell bilden können, was einige Beobachtungen von Exoplaneten erklärt“, so Adam Fenton von der UCLan.
Das Modell des Teams legt nahe, dass neu entstehende Planeten die Form von abgeflachten Sphäroiden annehmen, weil Material, das auf sie fällt, hauptsächlich zu ihren Polen fließt.
Eine wichtige Schlussfolgerung der Forschung ist, dass das Erscheinungsbild junger Exoplaneten von der Erde aus gesehen variieren kann, je nachdem, wie diese Planeten ausgerichtet sind.
Wenn die Erde „von vorne“ auf einen Exoplaneten gerichtet ist, scheint der Planet eine herkömmliche runde Form zu haben; wenn man ihn jedoch von der Seite betrachtet, würde ein junger Planet seine wahre Smartie-ähnliche Form zeigen und somit bestätigen, ob das Modell des Teams richtig ist.
Oblate Sphäroide in Form von Smarties von vorne (links) und von der Seite (rechts) gesehen. (Bildnachweis: Robert Lea)
Beobachtungen von jungen Planeten, die oft noch von Gas und Staub umhüllt sind, sind erst seit kurzem mit Teleskopen wie dem Atacama Large Millimeter Array (ALMA) und dem Very Large Telescope (VLT) möglich. Diese Observatorien könnten Beweise zur Untermauerung der Smarties-Theorie liefern.
Das Team wird nun mit Hilfe eines verbesserten Computermodells die Entstehung von Planeten weiter untersuchen. Sie hoffen, herauszufinden, welche Rolle die Umgebung eines Planeten für seine Entstehung und Form spielt.
Die Forschungsergebnisse des Teams sind hier verfügbar. Sie wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics Letters angenommen.
