Wissenschaftler haben einen Hinweis auf das Geheimnis der Geburt von Planeten und Monden aus Sternenstaub erhalten
Wissenschaftler haben einen Hinweis auf das Geheimnis der Geburt von Planeten und Monden aus Sternenstaub erhalten
Anonim

Erstmals konnten Wissenschaftler mit dem ALMA-Antennen-Array im chilenischen Hochland die Staubscheibe um einen extrasolaren Planeten souverän sehen. Diese Beobachtungen geben Aufschluss über die Entstehungsmechanismen von Planeten und Monden in jungen Sternsystemen.

„Das Ergebnis unserer Arbeit ist eine eindeutige Registrierung der Scheibe, in der sich Satelliten des Planeten bilden können“, sagt Myriam Benisty, Forscherin an der Universität Grenoble in Frankreich und Leiterin der Arbeit den Planeten und schätzen seine Größe", fügt sie hinzu.

Die Ergebnisse der Studie wurden am 22. Juli in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

Wie und warum der Mond - ein Satellit der Erde - entstanden ist, spekulieren Wissenschaftler nur. Es gibt fast ein Dutzend Hypothesen zu diesem Thema. Und die meisten von ihnen betrachten den Mond als ein abgetrenntes festes Stück von etwas, das von der Schwerkraft der Erde in seine Umlaufbahn gezogen wird.

Die kürzlich entdeckte "mondbildende" Scheibe um den Exoplaneten wird von Wissenschaftlern als echter Beweis für einen anderen Entstehungsprozess von Satelliten großer Planeten angesehen.

Die sogenannte Near-Planetary Disk umgibt den Exoplaneten PDS 70c – einen von zwei Riesenplaneten wie Jupiter. Diese beiden Planeten kreisen um einen fast 400 Lichtjahre entfernten Stern.

Astronomen haben zuvor Anzeichen für die Existenz einer "mondbildenden" Scheibe um diesen Exoplaneten gefunden. Da es jedoch nicht möglich war, die Platte klar von ihrer Umgebung zu unterscheiden, war es nicht möglich, die Existenz der Platte sicher zu bestätigen. Jetzt gibt es Vertrauen in diese - die Scheibe existiert.

Benisti und ihre Gruppe nutzten ALMA, um herauszufinden, dass der Durchmesser der Scheibe ungefähr der Entfernung von der Erde zur Sonne entspricht und ihre Masse ausreichen würde, um drei Satelliten von der Größe des Mondes zu bilden.

"Diese neuen Beobachtungen sind entscheidend, um planetarische Theorien zu testen, die bisher nicht getestet werden konnten", sagte Jaehan Bae vom US-amerikanischen Carnegie Institute for Research.

Planeten bilden sich in staubigen Scheiben um junge Sterne herum und ziehen Material von der zirkumstellaren Scheibe auf sie zu. In der Scheibe werden Hohlräume gebildet. In diesem Fall kann der Planet seine eigene - zirkumstellare - Scheibe bilden, die den Wachstumsprozess des Planeten beeinflusst und die Menge der auf ihn fallenden zirkumstellaren Materie reguliert.

Gas und Staub in der zirkumplanetaren Scheibe können sich im Zuge mehrerer Kollisionen in immer größeren Körpern konzentrieren, was letztendlich zur Geburt der Satelliten des Planeten – Monde – führt.

Laut ESO-Forscher Stefano Facchini verstehen Astronomen noch nicht alle Details dieser Prozesse - "wann, wo und wie Planeten und ihre Satelliten entstehen".

„Bis heute wurden mehr als 4.000 Exoplaneten entdeckt, aber alle befinden sich in bereits ausgereiften Planetensystemen. PDS 70b und PDS 70c, die dem Jupiter-Saturn-Paar ähnlich sind, bleiben die einzigen Exoplaneten, die noch im Prozess sind der Entstehung", sagt Miriam Keppler (Miriam Keppler), Mitarbeiterin des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Deutschland, eine der Mitautorinnen der Arbeit.

PDS 70b und PDS 70c – die beiden Planeten, aus denen dieses Planetensystem besteht – wurden 2018 bzw. 2019 mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO entdeckt. Aufgrund ihrer Einzigartigkeit wurden sie seitdem viele Male mit verschiedenen Teleskopen und Antennen beobachtet.

„Es stellt sich heraus, dass dieses System uns eine einzigartige Möglichkeit bietet, die Entstehung von Planeten und ihren Satelliten zu beobachten und zu studieren“, resümiert Facchini.

Die aktuellen hochauflösenden Beobachtungen bei ALMA haben Astronomen ein besseres Verständnis der Eigenschaften des Systems ermöglicht. Als Ergebnis wurde nicht nur das Vorhandensein einer fast-planetaren Scheibe um PDS 70c bestätigt, ihre Abmessungen und Masse wurden untersucht, sondern es wurde auch das Fehlen klarer Beweise für die Existenz derselben Scheibe um PDS 70b gefunden. Es sieht so aus, als ob der Planet PDS 70c den gesamten Staub aus der Mutterwolke um PDS 70b gezogen und den Schwesterplaneten ohne Monde zurückgelassen hätte.

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