Künstlerische Darstellung einer protoplanetaren Scheibe um einen neugeborenen Stern (Bildnachweis: University of Copenhagen/Lars Buchhave)
Staub- und Gaswolken in der Nähe unseres Sonnensystems gewähren Astronomen einen seltenen Einblick in die frühesten Stadien der Planetenbildung.
Diese Wolken, die zwischen 200.000 und 500.000 Jahre alt sind und nicht weiter als 700 Lichtjahre von der Erde entfernt sind, wurden als staubige, gasreiche Scheiben um einen Zentralstern entdeckt – die Geburtsstätten von Planeten. Fotos dieser Merkmale, die vom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) aufgenommen wurden, wurden am Montag (8. Januar) auf der Konferenz der American Astronomical Society in New Orleans und im Internet vorgestellt.
Die Bilder, die Teil einer demnächst erscheinenden Publikation über die Ergebnisse sind, werfen ein Schlaglicht auf protoplanetare Scheiben in einigen bekannten Molekülwolken wie Ophiuchus, Chamaeleon I und Cor Australis, um nur einige zu nennen.
Die evolutionäre Abfolge protoplanetarer Scheiben mit Substrukturen, aus der ALMA CAMPOS-Durchmusterung. Diese vielfältigen Strukturen planetarischer Scheiben sind mögliche Entstehungsorte für junge Protoplaneten. (Bildnachweis: NRAO/AUI/NSF; Hsieh et al. in prep.)
Die Scheiben erscheinen „donutförmig, mit einem großen zentralen Hohlraum“, sagte Cheng-Han Hsieh von der Yale University in Connecticut. Hsieh stellte am Montag auf einer Pressekonferenz erste Ergebnisse der laufenden Forschung vor.
Einige andere Scheiben wurden gesichtet, die mehrere Ringe und spiralförmige Strukturen aufweisen. „Dies sagt uns möglicherweise, dass die Bildung von Riesenplaneten bereits in einem sehr frühen Stadium nach der Entstehung von Protosternen beginnt“, sagte Hsieh.
Die neuen Bilder liefern weitere Beweise, die die vorherrschende Meinung in Frage stellen, dass Planeten bildende Scheiben mindestens zwei Millionen Jahre brauchen, um Welten wie die in unserem eigenen Sonnensystem hervorzubringen.
Eine neue Vorstellung davon, wie schnell Planeten entstehen können, entstand im August 2022, als Astronomen den jüngsten jemals entdeckten Exoplaneten fanden, eine gasförmige Welt, 395 Lichtjahre von der Erde entfernt und nur 1,5 Millionen Jahre alt.
Doch wann genau der Prozess in protoplanetaren Scheiben beginnt, „ist eine der großen Fragen der Planetenbildung“, so Hsieh. Die neu entdeckten Ringe und Lücken in protoplanetaren Scheiben könnten wichtige Hinweise liefern, aber sie „sind sehr schwer zu finden“, fügte er hinzu. Die Schwierigkeit liegt darin, dass die staubigen Scheiben das Sternenlicht blockieren und damit die Grenzen unserer Teleskope sprengen.
„Sie zu finden ist jedoch sehr wichtig, weil sie uns sagen, wie die frühe Planetenbildung beginnt“, sagte Hsieh.
Neben den donutförmigen Scheiben zeigen die neuen ALMA-Beobachtungen, dass protoplanetare Scheiben auch mit Gas und Staub gefüllt sein können, was „die interessante Frage aufwirft, zu welcher Art von Planetensystemen sich diese beiden Populationen entwickeln werden“, so Hsieh.
Zukünftige Studien früher protoplanetarer Scheiben könnten Aufschluss darüber geben, aus welcher der beiden Arten von Scheiben sich unser eigenes Sonnensystem entwickelt hat.
