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Disclosing the Inner Gaseous Discs of Early Evolved Protostars

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Geheimnisvolle Scheiben: Kreißsaal für erdähnliche Planeten

Neugeborene Sterne in der Milchstraße sind von protoplanetaren Scheiben umgeben. Im Rahmen des EU-Projekts DIGDEEP kam ein hochmodernes Instrument zum Einsatz, mit dem entdeckt wurde, dass diese Scheiben durch Winde Materie ausstoßen. Möglicherweise liegt hier der Schlüssel zu den Planeten verborgen, die in der habitablen Zone bleiben.

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Jedes Jahr bildet sich in unserer Galaxie, der Milchstraße, ungefähr ein neuer Stern. Dann folgt die Entstehung von Planeten. Das Astronomenteam des EU-Projekts DIGDEEP hat mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen jene Scheiben entdeckt, die um die neugeborenen Sterne herum Winde auslösen, die möglicherweise die Bildung von Planeten fördern und deren Position in unserer Galaxie bestimmen. Die Astronomengruppe wusste, dass es bei der Entstehung von Sternen zu einer Ansammlung von Materie kommt, die durch Winde und Jets ausgestoßen wird. Was sie bis jetzt jedoch nicht wusste, war, ob die Materie aus dem neugeborenen Stern oder aus der ihn umgebenden protoplanetaren Scheibe ausgestoßen wird. „Die Ergebnisse von DIGDEEP zeigen eindeutig, dass sie aus der inneren Region der Scheibe stammt“, sagt Tom Ray, Professor an der School of Cosmic Physics am Dublin Institute for Advanced Studies (DIAS). „Solche Scheibenwinde verändern die Bedingungen in der Scheibe. Und wir wollen jetzt wissen, wie sich das auf die Entstehung terrestrischer Planeten auswirkt. Winde und Jets könnten eine wichtige Zutat für die Bildung von erdähnlichen Planeten sein.“

Die habitable Zone

Ray betreute die Forscherin Rebeca García López innerhalb des Projekts DIGDEEP. Sie untersuchte den Radius, der junge Sterne in bis zu fünf astronomischen Einheiten Abstand umgibt. In dieser Region liegt die in der Astronomie als „habitabel“ bezeichnete Zone, deren Name daher rührt, da sie in dieser Entfernung eine ideale Umgebung für Leben ist, und zwar nicht zu heiß und nicht zu kalt. So ist die Erde zum Beispiel eine astronomische Einheit von der Sonne entfernt. Die Sternenentstehung in etwa 400 Lichtjahren Entfernung im Detail zu beobachten, ist mit normalen Teleskopen unmöglich. García López erkannte jedoch, dass sie das Interferometer GRAVITY nutzen könnte. Dieses hoch entwickelte Instrument hatte sie als Teil eines europäischen Konsortiums mit Kollegen von DIAS mit aufgebaut und erprobt. Beheimatet ist es in der Europäischen Südsternwarte im Norden Chiles. „Durch die Verbindung von Teleskopen über eine große Entfernung (hunderte Meter) können wir ein Teleskop von hunderten Metern Größe simulieren“, sagt Ray. „Vorausgesetzt, dass das Objekt hell genug ist, können wir es dann auflösen und Einzelheiten innerhalb der terrestrischen Zone der Scheibe sehen.“ Anhand der Untersuchung einer Stichprobe von neugeborenen Sternen gewannen García López und ihr Team Einblicke in die in der terrestrischen planetenbildenden Zone einer protoplanetaren Scheibe herrschenden Bedingungen. Sie wandte diese Bedingungen in Computersimulationen an, um die Entstehung von Planeten zu reproduzieren, wobei sie Hinweise darauf sammelte, wie frühere Planeten in der habitablen Zone gelandet sind. „Derartige Simulationen zeigen, dass Scheibenwinde die Dichte in der Scheibe herabsetzen, was wiederum verhindern kann, dass embryonale Planeten aufgrund von Widerstand nach innen wandern“, erläutert Ray. „Ohne Scheibenwinde wäre der Jupiter ein heißer Jupiter geworden oder sogar in die Sonne getaumelt!“ García López berichtete an einigen offenen Beobachtungsabenden am Observatorium Dunsink in Dublin und in verschiedenen Medieninterviews über ihre Ergebnisse. Weiter draußen im All werden die Winde von den Protoplanetenscheiben zu Jets, die sich mehrere Lichtjahre weit erstrecken. Wir wissen nun, dass diese Jets ein wesentlicher Bestandteil der Entstehung von Planeten sind. „Wenn wir in einem Sternenkindergarten wie dem Orionnebel einen schönen Jet sehen, ist das ein Zeichen für die Geburt von Sternen und ebenso von Planeten“, bekräftigt García López.

Schlüsselbegriffe

DIGDEEP, protoplanetare Scheiben, Interferometer, GRAVITY, Geburt von Sternen, Geburt von Planeten

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