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Planetenentstehung: Gasströme verraten verborgene Babyplaneten

Die Staub- und Gasscheiben um junge Sterne sind Planetenfabriken. Astronomen vermuten, dass die Planeten Lücken ins Gas reißen und ihre Atmosphäre aus dem einfallenden Material bilden.
Ein junger Planet schluckt Gas. Das Bild ist eine Illustration.Laden...

Wo Sterne entstehen, bilden sich auch Planeten. Doch Astronomen bekommen die jungen Planeten gar nicht zu Gesicht. Denn diese werden von einer dichten Gas- und Staubscheibe eingehüllt, die um den zentralen Stern rotiert. Die Babyplaneten lassen sich allerdings indirekt beobachten, wie ein Team um Richard Teague von der University of Michigan im Fachmagazin »Nature« berichtet. Bisher stellten die Forscher fest, dass die jungen Planeten Lücken in die Gasscheibe reißen. Nun haben sie auch herausgefunden, dass das Gas in diese Lücken strömt und aus dem einfallenden Material womöglich die Atmosphäre der Planeten entsteht.

Die Astronomen haben dazu ALMA-Teleskopaufnahmen der rotierenden Gas- und Staubscheibe um den vier Millionen Jahre alten Stern HD 163296 studiert, der 398 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze liegt. Solche protoplanetaren Scheiben bestehen zu 99 Prozent aus Gasen. Aus der Lichtreflexion der Gasscheibe lassen sich mit den ALMA-Teleskopen in der chilenischen Atacama-Wüste verschiedene Gase unterscheiden – und besonders deutlich erkennen Forscher so Kohlenmonoxid. Aus den jüngsten hoch aufgelösten Teleskopdaten ist den Forschern nun anhand des Kohlenmonoxids ein ausgesprochen präziser Blick gelungen. »Zum ersten Mal haben wir die Bewegung des Gases gemessen, das sich um den Stern, zu ihm hin oder von ihm weg sowie nach oben und unten in der Scheibe bewegt«, erklärt Teague.

Die Astronomen stellten schon vorher fest, dass dieses Gas nicht überall mit gleicher Geschwindigkeit in der Sternen-Kinderstube von HD 163296 rotiert und sich an drei Stellen Lücken bilden. Als Ursache dafür sehen die Forscher heranwachsende Planeten. Einen Beleg für ihre These hatten sie jedoch noch nicht. Mit ihren neuen Beobachtungen gewinnt ihre Vermutung nun aber an Wahrscheinlichkeit. Denn Teague und seine Kollegen erkannten in der dreidimensionalen ALMA-Ansicht, dass kontinuierlich Gas – ähnlich einem Wasserfall – von oben und unten in die Lücken stürzt. Die Babyplaneten liegen in der Gasscheibe, in einer Schicht in der Mitte, wo sie von der Strahlung des Zentralgestirns geschützt sind und sich in einer kühleren Umgebung befinden. Durch die Öffnungen, die die Planeten reißen, kann nun wärmeres Gas eindringen. »Und dieses Gas wird die Atmosphäre der Planeten bilden«, erklärt Teague. Aus derartigen Beobachtungen wollen die Astronomen auch Rückschlüsse gewinnen, wie und aus welchen Komponenten Planeten wie Jupiter entstanden sind.

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