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Exoplaneten: Entsteht da etwa ein Planet?

Die Staubscheibe um den jungen Stern T Cha
Am Südhimmel im unscheinbaren Sternbild Chamäleon liegt der Stern T Chamaeleontis, abgekürzt T Cha. Der lichtschwache Stern lässt sich mit der Sonne vergleichen, ist jedoch viel jünger und liegt 350 Lichtjahre von der Erde entfernt. Erst sieben Millionen Jahre hat er auf dem Buckel und steht noch am Anfang seines Lebens. Für die Wissenschaft ist dieser Stern von großem Interesse, denn in seiner Staubscheibe könnten zurzeit gerade Planeten entstehen.

Planeten bilden sich aus den Staubscheiben junger Sterne. Der Übergang von der Staubscheibe zum Planetensystem verläuft aber schnell und nur wenige Objekte lassen sich während dieser Phase beobachten. T Cha ist ein solches Objekt. Derartige Übergangsscheiben geben weniger Strahlung bei mittleren infraroten Wellenlängen ab. Die fehlende Strahlung ist zurückzuführen auf Regionen in der Umgebung des Sterns, die frei von Staub sind. Kürzlich entstandene Planeten sind mögliche Verursacher dieser Lücken im Staub.

Unter Verwendung der geballten Leistung des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile war ein internationales Astronomenteam um Johan Olofsson und Nuria Huélamo in der Lage, feine Details im Umfeld von T Cha aufzulösen. So konnten die Astronomen untersuchen, was in der Staubscheibe vor sich geht. Sie entdeckten einen schmalen Ring aus Staub, der den Stern in nur gerade 20 Millionen Kilometern Entfernung umgibt. Außerhalb dieser inneren Scheibe stießen die Forscher auf eine staubfreie Zone, deren äußeres Ende weit hinausreicht – bis zu einer Entfernung von rund 1,1 Milliarden Kilometern vom Stern.

Planet oder Brauner Zwerg?

Die breite staubfreie Region ließ die Astronomen aufhorchen: Räumt sich da vielleicht gerade ein Begleiter den Weg in seiner protoplanetaren Scheibe frei? Einen lichtschwachen Begleiter so nahe an einem hellen Stern nachzuweisen, stellte sich als große Herausforderung heraus. Um ans Ziel zu gelangen, nutzte das Forschungsteam das Beobachtungsinstrument NACO des Very Large Telescope auf eine neuartige äußerst leistungsstarke Weise. Mit Hilfe der adaptiven Optik dieses Instruments lassen sich die atmosphärischen Störungen, die zu Bildunschärfe führen, herausfiltern und scharfe Aufnahmen erzeugen.

Nach sorgsamer Analyse der Daten fand sich ein Objekt inmitten der staubfreien Zone. Es umkreist T Cha im Abstand von ungefähr einer Milliarde Kilometern, nahe am äußeren Ende des staubfreien Gebiets und etwas weiter entfernt als Jupiter in unserem Sonnensystem. Die Entdeckung ist bisher einzigartig: Noch nie wurde zuvor ein Objekt entdeckt, das viel kleiner als ein Stern ist und sich innerhalb einer Lücke in der protoplanetaren Staubscheibe um einen jungen Stern aufhält.

Der Begleiter von T Cha zeigt sich bei Wellenlängen um 3,8 Mikrometer, nicht aber bei 2,2 Mikrometern. In diesen beiden Spektralbändern hatten die Astronomen mit dem NACO-Instrument nach dem Objekt gesucht. Dies deutet darauf hin, dass der Begleiter entweder kalt ist, so wie ein Planet, oder ein in Staub eingehüllter Brauner Zwerg. Letztere sind nicht massereich genug, um das Wasserstoffbrennen in ihrem Inneren zu zünden, aber größer und massereicher als Gasplaneten wie Jupiter. Die eindeutige Charakterisierung des Objekts erfordert zusätzliche Beobachtungen. Erst dann wird sich herausstellen, ob die aufregende Möglichkeit, dass es sich beim Begleiter um einen Planeten handelt, tatsächlich zutrifft oder nicht.

Rahel Heule

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  • Quellen
Pressemitteilung der ESO vom 24. Februar 2011

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