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Blick in die Forschung: Kurzberichte: ALMA blickt ins Innere von planetaren Geburtsstätten

Die Planeten entstehen in den Staub- und Gasscheiben um junge Sterne. Das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array schaut hinein in diese protoplanetaren Scheiben.
Diese 20 protoplanetaren Scheiben wurden mit ALMA aufgenommen

Unser Sonnensystem entstand vor 4,6 Milliarden Jahren. Obwohl wir durch die Beobachtung der Sonne und der Planeten, wie sie heute sind, viel über dieses Ereignis erfahren können, so bleiben doch eine Reihe grundlegender Fragen unbeantwortet. Das Sonnensystem in seinem gegenwärtigen Zustand ist das Endprodukt einer hochkomplexen Ereigniskette, die mit dem gravitativen Zusammenbruch einer Lichtjahre großen Wolke aus interstellarem Gas und Staub begann.

In der Wolke bildeten sich an mehreren Orten Sterne – unsere Sonne ist einer von ihnen. Sie war von einer gasförmigen Akkretionsscheibe umgeben. Nach rund einer Million Jahre beruhigte sich diese turbulente Scheibe und wurde zum Geburtsort des Planetensystems. In diesem Stadium wird sie protoplanetare Scheibe genannt. Felsplaneten, wie die Erde, entstehen aus dem kosmischen Staub, der die protoplanetare Scheibe durchsetzt. Diese Staubpartikel koagulieren – »verbacken« – und bilden immer größere Staubansammlungen. Mit zunehmender Größe dieser »Wollmäuse« werden sie auch mobiler, da sie im Verhältnis zu ihrer Masse mit zunehmender Größe immer weniger Reibung mit dem Gas erfahren. Diese erhöhte Mobilität ist gut und schlecht zugleich: Es ist gut, denn Mobilität lässt die Partikel aufeinander treffen und aneinander haften – eine Voraussetzung für Wachstum. Aber es ist auch schlecht, denn wenn sie sich zu schnell bewegen, neigen sie dazu, zur Sonne zu treiben und zu verdunsten, bevor sie einen erdähnlichen Planeten bilden können. Es ist noch nicht verstanden, wie es der Natur gelingt, dieses Problem zu überwinden und gleichzeitig den Wachstumsprozess fortzusetzen. Dies ist eines der Rätsel, mit denen Theoretiker seit vielen Jahren zu kämpfen haben …

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  • Literaturhinweise

Andrews, S. M. et al.: The disk substructures at high angular resolution project (­DSHARP). I. Motivation, sample, calibration, and overview. The Astrophysical Journal Letters 869, 2018

Dullemond, C. P. et al.: The disk sub­structures at high angular resolution project (DSHARP). VI. Dust trapping in thin-ringed protoplanetary disks. The Astrophysical Journal Letters 869, 2018

Huang, J. et al.: The disk substructures at high angular resolution project (DSHARP). II. Characteristics of annular substructures. The Astrophysical Journal Letters 869, 2018