Erstmals Planetenentstehung bei Zwergsternen beobachtet

Ringförmige Strukturen in Scheiben aus Gas und Staub deuten auf saturngroße Planeten

Einem internationalen Forscherteam ist es erstmals gelungen, einen Einblick in die Planetenentstehung bei massearmen roten Zwergsternen zu werfen. Die Beobachtungen mit der Radioteleskop-Anlage ALMA in Chile zeigen Lücken in Scheiben aus Gas und Staub um junge Zwergsterne, die sich nur durch die Existenz saturngroßer Planeten erklären lassen, so die Astronomen im Fachblatt „Astronomy & Astrophysics“. Das Team sieht in der Entdeckung einen ersten Schritt zum Verständnis der bislang rätselhaften Entstehung großer Planeten bei den roten Zwergsternen.

Rote Zwerge sind deutlich kleiner, masseärmer und leuchtschwächer als unsere Sonne – deshalb ist es für Astronomen schwieriger, die Entstehung von Planeten bei ihnen zu beobachten. Andererseits machen Rote Zwerge drei Viertel aller Sterne der Milchstraße aus, sie spielen also eine bedeutende Rolle bei der Abschätzung, wie viele erdähnliche oder gar lebensfreundliche Planeten es in der Galaxis geben könnte.

„Trotz der enormen Fortschritte, die im Verständnis der Planetenbildung in den letzten Jahrzehnten erzielt wurden, wissen wir nicht viel darüber, wie die Planeten der häufigsten Sterne entstehen“, beschreibt Nicolas Kurtovic, vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg die Situation. Rätselhaft für die Astronomen ist insbesondere der Nachweis jupitergroßer Planeten bei einigen Zwergsternen. Diese Entdeckungen stehen im Widerspruch zu aktuellen Modellen der Planetenentstehung. Denn die rotierenden Scheiben aus Gas- und Staub, in denen sich Planeten bilden, fallen bei jungen Roten Zwerge erheblich masseärmerer aus als bei jungen sonnenähnlichen Sternen. Entsprechend sollten dort auch nur kleinere Planeten entstehen.

Kurtovic und seine Kollegen haben jetzt sechs solcher Scheiben aus Gas und Staub um junge Zwergsterne mit ALMA, dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array beobachtet. Diese Anlage auf dem 5000 Meter hohen Chajnantor-Plateau in der Atacamawüste in den nordchilenischen Anden besteht aus insgesamt 66 Antennen mit sieben bis zwölf Metern Durchmesser und ist besonders für die Beobachtung der Entstehung von Sternen und Planeten mit extrem hoher Auflösung geeignet.

Die Beobachtungen des Teams zeigen bei drei der Scheiben ringförmige Strukturen aus Staub, ganz ähnlich wie sie den Forschern von protoplanetaren Scheiben um größere Sterne bekannt sind. Die einzig plausible Erklärung für diese Ringe sei die Existenz etwa saturngroßer Planeten, so Kurtovic und seine Kollegen. Mit ihrer Anziehungskraft sammeln diese Planeten während ihres Umlaufs Gas und Staub aus der Scheibe, wachsen so an und fegen gleichzeitig eine ringförmige Region leer.

Die Entstehung dieser großen Planeten muss erstaunlich schnell abgelaufen sein. Denn der Staub in den Scheiben wandert nach innen und verdampft schließlich durch die Strahlung des jungen Sterns. Erst die Entstehung von Planeten durch die Verdichtung des Staubs stoppt diesen Vorgang durch die Bildung von Lücken in der Staubscheibe. Kurtovic und seine Kollegen schätzen, dass sich die von ihnen aufgespürten ringförmigen Strukturen innerhalb von nur 200.000 Jahren gebildet haben. Damit liefern die Beobachtungen wichtige Hinweise für die theoretischen Modelle der Entstehung von Planeten bei Zwergsternen. Und das ist zugleich ein wichtiger Schritt zur Beantwortung der Frage, wie häufig Planeten bei Roten Zwergen sind.

Bildquelle: MPIA

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!