Ringförmige Strukturen in junger protostellarer Scheibe entdeckt
Die Entstehung von Planeten beginnt offenbar deutlich früher als es die theoretischen Modelle vorhersagen. Darauf deuten Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit der Radioteleskop-Anlage ALMA in Chile hin. In der rotierenden Gasscheibe um den weniger als 500.000 Jahre alten Protostern IRS 63 stießen die Wissenschaftler auf mehrere ringförmige Strukturen. Diese seien ein deutliches Zeichen dafür, dass in der Scheibe zumindest schon das Wachstum von Staubkörnern und damit das erste Stadium der Planetenentstehung begonnen habe, so die Astronomen im Fachblatt „Nature“.
Sterne entstehen, wenn große Gaswolken durch ihre Schwerkraft kollabieren. Im Zentrum bildet sich zunächst ein langsam anwachsender Protostern, der von einer flachen rotierenden Scheibe aus Gas umgeben ist. Erst nach einigen Millionen Jahren zündet im Kern des zentralen Objekts die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium – der Stern leuchtet hell auf und seine Strahlung bläst die Überreste der Scheibe nach außen ins Weltall.
„In den Scheiben um Protosterne, die älter als eine Million Jahre sind, findet man häufig Ringe und Lücken“, erläutern Dominique Segura-Cox vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching und ihre Kollegen. „Diese Strukturen werden als Anzeichen der Planetenentstehung interpretiert: Die planetengroßen Körper erzeugen mit ihrer Schwerkraft die Ringe und die Lücken. Das bedeutet jedoch, dass die Planetenentstehung schon früher einsetzen muss.“
Da jüngere Protosterne jedoch noch in die Überreste der Gaswolke eingehüllt sind, aus der sie sich bilden, ist eine Beobachtung dieser frühen Phase schwierig. ALMA, das „Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array“ eignet sich besonders gut zur Untersuchung von Regionen, in denen Sterne und Planeten entstehen. Es besteht aus insgesamt 66 Antennen mit sieben bis zwölf Metern Durchmesser. Es beobachtet im Bereich kurzwelliger Radiostrahlung mit Wellenlängen von 0,3 bis 9,6 Millimetern, die Gas- und Staubwolken nahezu ungehindert durchdringt.
Die ALMA-Beobachtungen von Segura-Cox und ihren Kollegen zeigen zwei Ringe und zwei Lücken in der Scheibe um IRS 63. Es handelt sich damit um die bislang jüngste protostellare Scheibe, in der Astronomen Strukturen nachweisen konnten. In den theoretischen Modellen ist die Entstehung von Planeten ein langsamer Prozess, der mehrere Millionen Jahre dauert. Ob in der Scheibe um IRS 63 bereits planetenartige Körper existieren, können Segura-Cox und ihre Kollegen anhand der Beobachtungen nicht sagen. „Aber unabhängig davon, ob dort bereits Planeten existieren oder nicht“, so die Forscher, „setzt die Planetenentstehung offenbar schon in der ersten protostellaren Phase ein – früher als es die gegenwärtigen Theorien vorhersagen.“
Bildquelle: MPE/D. Segura-Cox