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News: Wie erdähnliche Planeten entstehen

Astronomen ist es erstmals gelungen, die frühe Entstehungsphase eines erdähnlichen Planeten in einem fremden Sonnensystem zu beobachten. In der protoplanetaren Scheibe um den Doppelstern KH15D fanden die Wissenschaftler sandkorngroße Partikel.
„Wir wurden auf das System aufmerksam, weil es einmal heller und dann wieder schwächer erschien“, sagte Christoper Johns-Krull von der Rice Universität in Houston, Texas, Mitglied des internationalen Forscherteams. Der Grund für den registrierten Helligkeitswechsel ist nicht nur eine Staubscheibe, welche die beiden Himmelskörper umgibt, sondern auch das ungewöhnliche Rotationsverhalten der Sterne. Während eine Komponente von der Erde aus gesehen ständig von der Scheibe verdeckt wird, beschreibt ihr Begleiter eine stark exzentrische Bahn und taucht in regelmäßigen Abständen aus dem Staubmantel empor.

Die Auswertung von spektroskopischen und photometrischen Daten, die während zwölf Jahren von einem Dutzend Observatorien gesammelt wurden, enthüllte nun neue Details: Die Staubscheibe um den Doppelstern besitzt mindestens den Radius der Jupiterbahn – also etwa fünf Astronomische Einheiten – und enthält bis zu einem Millimeter große Partikel, die den Stern in einer Entfernung ähnlich der Erdbahn umkreisen. In anderen Systemen wurden bisher typischerweise nur mikroskopische Teilchen lokalisiert. Seit mehr als vierhundert Jahren diskutieren Wissenschaftler bereits darüber, wie sich erdähnliche Planeten um Gestirne bilden. Man nimmt an, dass sich Gas und Staub in der Umgebung des jungen Sterns durch Rotation zunehmend verdichten und sich kontinuierlich zu immer größeren Materieteilen verbinden. Dieser Prozess konnte aber bislang nicht detailliert beobachtet werden.

Das Doppelsternsystem KD15D (1. Aufnahme) | Das Bild zeigt das System im Helligkeitsmaximum, wenn sich einer der beiden Sterne oberhalb der Staubscheibe befindet.


Möglich wurde die Entdeckung zum einen durch verbesserte Messmethoden. Frühere Beobachtungen im Infrarotbereich waren nicht präzise genug um festzustellen, wie groß die registrierten Staubteilchen sind und in welcher Distanz sie ihren Mutterstern umkreisen. Die Astronomen nutzten nun von den Partikeln reflektiertes Licht für ihre Analysen. Diese Methode hat den Vorteil, dass sich dadurch die chemische Zusammensetzung der Teilchen bestimmen lässt. Aber erst die einzigartigen Bahneigenschaften der beiden Sterne erlaubten den Erfolg. „Es ist ein purer Zufall“, erklärt Johns-Krull. „Wenn der zweite Stern auch permanent in der gleichen Ebene stehen würde, wären die sandkorngroßen Teilchen durch die enorme Helligkeit überstrahlt worden.“

Das Doppelsternsystem KD15D (2. Aufnahme) | Diese Aufnahme des System zeigt das Stadium, wenn beide Sterne von der Staubscheibe verdeckt werden. Deutlich ist die Helligkeitsabnahme im Vergleich zum oberen Bild erkennbar.


KH15D steht 2400 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Einhorn und liegt in Richtung des Konus-Nebels. Die beiden Sterne, die sich in rund 49 Tagen einmal umrunden, sind erst etwa drei Millionen Jahre alt, also weniger als 0.1 Prozent des Alters unserer Sonne. Das Doppelsystem wurde 1995 zum ersten Mal untersucht. Der Konus-Nebel ist ein aktives Sternentstehungsgebiet und rund 100 Lichtjahre weiter weg als KH15D.

MS

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