Freitag, 1. März 2013

Haben Astronomen erstmals die Geburt eines Riesenplaneten fotografiert?


Künstlerische Darstellung eines Gasriesen im Staubring um den jungen Stern HD 100546" (Illu.). | Copyright: ESO/L. Calcada 

Zürich (Schweiz) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) haben Astronomen wahrscheinlich zum ersten Mal einen Planeten direkt beobachtet und fotografiert, der noch in die dicke Scheibe aus Gas und Staub eingebettet ist, aus der heraus er gerade entsteht. "Sollte sich diese Entdeckung bestätigen, wird sie unser Verständnis der Planetenentstehung deutlich vertiefen und es den Astronomen ermöglichen, momentan verfolgte theoretische Ansätze durch direkte Beobachtungen zu überprüfen", zeigen sich die Astronomen von ihrer Beobachtung fasziniert.

Wie das internationale Team unter der Leitung von Sascha Quanz von der ETH Zürich aktuell im Fachjournal "Astrophysical Journal Letters" berichtet, umgibt die untersuchte Gas- und Staubscheibe den jungen "Stern HD 100546", der sich mit einer Entfernung von nur 335 Lichtjahren und damit in relativer Nachbarschaft zu unserem Sonnensystem befindet.

Zu ihrer Überraschung fanden die Astronomen hier Anzeichen für einen Planeten, der sich - eingebettet in die Materiescheibe um den jungen Stern - noch im Entstehungsprozess zu befinden scheint. Sollte sich dieser Eindruck erhärten, so würde es sich um einen Gasriesen, ähnlich dem Jupiter in unserem Sonnensystem, handeln.


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"Die Planetenentstehung war bisher ein Forschungsgebiet, in dem hauptsächlich mittels Computersimulationen gearbeitet wurde”, erläutert Quanz. Wenn unsere Entdeckung wirklich ein Planet im Entstehungsstadium ist, dann versetzt das die Wissenschaft zum ersten Mal in die Lage, Entstehung und Wechselwirkung eines Planeten mit seiner Geburtsumgebung in einer sehr frühen Phase empirisch zu untersuchen."

Das System von HD 100546 ist eigentlich schon recht gut untersucht, da man schon länger einen weiteren Riesenplaneten mit dem sechsfachen Abstand der Erde zur Sonne um den Stern vermutet. Der neu entdeckte Planet befindet sich in den äußeren Bereichen des Systems, nochmals etwa zehnmal weiter vom Zentralstern entfernt.

Wie die Pressemitteilung der ESO erläutert, wurde der mögliche neue Planet im HD 100546-System wurde unter Anwendung neuartiger Analysemethoden als schwacher Lichtfleck entdeckt - mit der adaptiven Optik NACO am Very Large Telescope der ESO. Die Beobachtungen wurden mit dem Koronografen von NACO durchgeführt, der im nahinfraroten Spektralbereich arbeitet und das gleißend helle Licht des Sterns ausblenden kann, das ansonsten an der Position des Protoplaneten-Kandidaten noch immer alles überstrahlen würde.




Diese Zusammenstellung zeigt Aufnahmen vom NASA/ESA Hubble Space Telescope (links) und vom NACO-System am Very Large Telescope der ESO (rechts u.. unten) des Gases und Staubes um den jungen Stern HD 100546. Die Hubble-Aufnahme im sichtbaren Licht zeigt die äußere Gas- und Staubscheibe um den Stern, während das neue VLT-Bild einen Ausschnitt der Scheibe mit einem Protoplaneten-Kandidaten zeigt. Beide Bilder wurden mit einem speziellen Koronografen aufgenommen, der das gleißend helle Licht des Sterns unterdrückt. Die Position des Sterns ist jeweils mit einem roten Kreuz markiert.
| Copyright: ESO/NASA/ESA/Ardila et al.



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Laut bisher gängigen Modellvorstellungen wachsen Riesenplaneten, indem sie einen Teil des Gases und Staubes einfangen, das bei der Bildung des Zentralsterns übrig bleibt. In der neuen Aufnahme der Scheibe um HD 100546 haben die Astronomen Belege für diese Hypothese gefunden. Nahe am Protoplaneten hat man in der Staubscheibe Strukturen entdeckt, die auf Wechselwirkungen zwischen dem Planeten und der Scheibe zurückgehen könnten. Außerdem scheint der Protoplanet seine Umgebung durch seinen Entstehungsprozess aufzuheizen.

Adam Amara, ein weiteres Teammitglied, ist geradezu enthusiastisch in Anbetracht der Entdeckung: "Die Erforschung von Exoplaneten ist ein extrem spannender Teilbereich der modernen Astronomie, und direkte Abbildungen von Exoplaneten sind ein völlig neues Feld, das von jüngsten Fortschritten in der Instrumentierung und Datenanalyse besonders profitiert. Für unsere Studie haben wir Analysemethoden verwendet, die eigentlich für die Kosmologie entwickelt wurden. Fruchtbarer Austausch zwischen verschiedenen astronomischen Disziplinen kann also zu außergewöhnlichen Fortschritten führen."



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Obwohl die Existenz des Protoplaneten die wahrscheinlichste Erklärung für die Daten ist, werden weitere Untersuchungen nötig sein, um die Entdeckung zweifelsfrei zu bestätigen und andere Szenarien auszuschließen. Das beobachtete Helligkeitssignal könnte anstatt von einem Planeten auch von einem Hintergrundobjekt des HD 100546-Systems stammen, auch wenn dies sehr unwahrscheinlich ist. Ebenso könnte es sich statt um einen Protoplaneten um einen bereits vollständig ausgebildeten Planeten handeln, der aus einer ursprünglichen Umlaufbahn herausgeschleudert wurde, die sich näher am Zentralstern befunden hat. Sollte sich aber bestätigen, dass es sich bei dem neu entdeckten Objekt um einen Planeten handelt der sich - eingebettet in die Materiescheibe um den jungen Stern - noch im Entstehungsprozess befindet, dann wäre damit ein einzigartiges Laboratorium für die Erforschung der Bildung eines Planetensystems gefunden.

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Quelle: ESO.org
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