Der Stoff, aus dem Planeten sind

Die Beobachtungen eines internationalen Astronomenteams zeigen, dass im Kernbereich der zirkumstellaren Staubscheiben um drei junge Sterne schon Prozesse eingesetzt haben, die einmal zur Entstehung erdähnlicher Planeten führen dürften.

Ein Beitrag von Julian Schlund. Quelle: none.

Eine der momentan großen Aufgaben der Astronomie besteht darin, die Entstehung erdähnlicher Planeten bei anderen Sternen zu beobachten und zu verstehen. Eine europäische Astronomengruppe nutzte kürzlich die neuen Möglichkeiten des Very Large Telescope in Chile und gewannen somit einen tiefen Blick in die Wiegen künftiger Planeten:

Infrarotspektren, die am Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO in Chile aufgenommen wurden, liefern uns nun erstmals detaillierte Informationen des Innenbereiches von drei jungen Sternsystemen, die den Anfangsstadien unseres eigenen Sonnensystems gleichen.

“Da sich alle Bausteine am rechten Ort befinden und die Bildung größerer Körnchen aus dem Staub bereits im Gange ist, ist es praktisch unvermeidlich, dass in diesen Scheiben immer größere Felsbrocken und schließlich erdähnliche Planeten entstehen”, so Rens Waters von der Universiteit van Amsterdam. Da Turbulenzen die Kristalle auch in die Außenregionen der künftigen Planetensysteme trügen, würden sie vermutlich auch im Innern von Kometen konserviert, schreiben der Forscher und seine Kollegen im Wissenschaftsmagazin Nature.

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Schematische Ansicht einer zirkumstellaren Scheibe. Unten zwei der jetzt registrierten Spektren, links aus dem inneren und rechts aus dem äußeren Bereich. Es gibt deutliche Unterschiede zwischen den innen und außen emittierten Spektren, was auf eine unterschiedliche mineralogische Zusammensetzung der Staubteilchen hinweist.
(Quelle: ESO)

Man geht heute davon aus, dass unsere Sonne vor 4,5 Milliarden Jahren aus einer großen staubhaltigen Scheibe hervorging, in der sich später die Erde, andere Planeten, Kometen und Asteroiden bildeten. Bisher konnten die Astronomen in den die Sterne umgebenden Scheiben keine Einzelheiten ausmachen, einfach weil sie von uns zu weit entfernt sind und selbst die leistungsfähigsten Teleskope solche Einzelheiten nicht erkennen können.

Dies hat sich nun jedoch mit der Zusammenschaltung zweier ESO-Großteleskope in Chile zu einem Interferometer geändert: Das Instrument erreicht eine Auflösung von lediglich 0,02 Bogensekunden – im Falle der drei beobachteten Sterne entsprechend ein bis zwei Erdbahnradien. Mit dem am Max-Planck-Institut in Heidelberg mitentwickelten MIDI steht ein Instrument zur Verfügung, welches für die von den Innenbereichen der Scheiben ausgesandte Infrarotstrahlung bei 10 Mikrometer Wellenlänge besonders empfindlich ist. Mit 0.02 Bogensekunden erreicht man sogar eine hundertmal bessere räumliche Auflösung als die des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer.
Obgleich die Sterne erst wenige Millionen Jahre alt sind, hat sich das Material ihrer Staubscheiben schon deutlich verändert: Den Infrarotspektren zufolge, scheint in der Innenregion der Scheibe um den Stern mit der Bezeichnung HD 142527 nahezu sämtlicher Staub zu gut einen Mikrometer großen Kristallen verbacken zu sein. Bei den übrigen zwei Sternen beträgt der Anteil erst 40 bzw. 55 Prozent, auch findet sich in den Außenbereichen ihrer Scheiben noch unberührter Staub. “Hier sehen wir die allerersten Schritte auf dem langen, stufenreichen Weg von interstellaren Staubteilchen zu den kilometergroßen Brocken, aus denen sich schließlich die Planeten selbst zusammenklumpen”, resümiert Christoph Leinert vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Astronomie.

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