Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Planetenbildung auch um "misslungene Sterne"

21.10.2005


Internationales Astronomenteam weist nach, dass sich erste Schritte zur Bildung von Planeten auch bei Braunen Zwergen vollziehen


Mit dem Weltraumteleskop SPITZER der NASA hat ein Gruppe von Astronomen aus deutschen, amerikanischen und italienischen Forschungsinstituten entdeckt, dass die Planetenbildung zumindest im Ansatz auch in der Umgebung von Braunen Zwergen, also "misslungenen Sternen" abläuft. Damit erweist sich der Prozess der Planetenbildung als universeller und robuster als bisher vermutet.

Braune Zwerge entstehen wie ihre massereicheren Geschwister, die normalen Sterne, durch den Kollaps interstellarer Gas- und Staubwolken. Bei einem solcher Kollaps bildet sich eine zentrale Verdichtung, eingebettet in eine rotierende Scheibe aus Gas und Staub. Solche zirkumstellaren Scheiben strahlen entsprechend ihrer Temperatur im infraroten Spektralbereich. Mit dem Weltraumteleskop SPITZER wurden sie in der Umgebung zahlreicher junger Brauner Zwerge entdeckt.


Der Kollaps der Gas- und Staubwolken endet, wenn der Anstieg von Druck, Temperatur und Dichte in der zentralen Verdichtung zum Einsetzen des Wasserstoffbrennens (Kernfusion) führt - damit wird die zentrale Verdichtung zu einem eigentlichen Stern. Reicht jedoch ihre Masse nicht aus, um die für Kernfusion erforderlichen Bedingungen herbeizuführen, so entsteht ein Brauner Zwerg: Er wird sich keine weiteren Energiequellen mehr erschließen können und bloß die durch den Kollaps erzeugte Kompressionswärme langsam abstrahlen.

Das Astronomenteam hat sechs junge Braune Zwerge aus dem 520 Lichtjahre entfernten Sternentstehungsgebiet im südlichen Sternbild Chamaeleon untersucht. Die Objekte sind zwischen einer und drei Millionen Jahre alt, ihre Massen betragen zwischen dem 40- und dem 70fachen der Jupitermasse. Mit SPITZER nahmen die Forscher detaillierte Spektren im infraroten Licht auf, aus denen sich Informationen über die Größen der strahlenden Teilchen und deren mineralogische Zusammensetzung ableiten lassen.

Die Analyse der Daten ergab in fünf der sechs untersuchten Fälle, dass in den zirkumstellaren Scheiben dieser "misslungenen Sterne" die Staubteilchen aneinander haften und bereits größere Klumpen aus Olivin, einem siliziumhaltigen Mineral, und kristalline Strukturen bilden. Solche Gebilde sind aus Untersuchungen der Scheiben junger normaler Sterne bekannt und finden sich auch in Kometen - den Überresten aus der Bildungsphase unseres eigenen Planetensystems. Offenbar laufen also in den zirkumstellaren Scheiben der jungen Braunen Zwerge die selben Wachstums- und Kristallisationsprozesse ab, die bei normalen Sternen (einschließlich unserer Sonne) am Anfang der Planetenbildung stehen.

Weiterhin fanden sich Hinweise auf ein Abflachen der zirkumstellaren Scheiben, das beim Einsetzen der Wachstumsprozesse in der Staubkomponente auch zu erwarten ist. "Mit SPITZER können wir die Planetenbildung unter ganz unterschiedlichen Bedingungen untersuchen. Unsere Beobachtungen zeigen, dass die ersten Schritte der Planetenbildung in geringerem Maße von den Details abhängen als bisher vermutet", sagte Daniel Apai, der gegenwärtig am Steward-Observatorium in Tucson forscht und Mitglied des NASA Astrobiology Institute’s Life and Planets Astrobiology Center ist. Und Kees Dullemond vom Max-Planck-Institut für Astronomie betont: "Dieses Ergebnis ist auch deshalb so wichtig, weil es die Theorien über Planetenbildung einschränkt und uns damit tiefere Einblicke in diesen Prozess ermöglicht".

Diese Beobachtungsergebnisse zeigen, das es sich bei zukünftigen Missionen zur Suche nach extrasolaren Planeten, wie die Mission DARWIN der ESA und der Terrestrial Planet Finder (TPF) der NASA, lohnen könnte, auch die Umgebung Brauner Zwerge nach Planeten zu untersuchen.

Solche Spektren erhält man, wenn man das vom Teleskop gesammelte Licht nach seinen Wellenlängen zerlegt, ähnlich wie ein Wassertropfen oder ein Prisma das Sonnenlicht in seine Regenbogenfarben auflöst. Die breiten, bei unterschiedlichen Wellenlängen auftretenden "Buckel" sind die "Fingerabdrücke", aus denen chemische Merkmale (silikathaltig, etc.), die Größe und der Aggregatzustand (amorph bis kristallin) der Staubteilchen abgelesen werden können.

In der Abbildung markieren die hellgrünen vertikalen Streifen die Lage der "Fingerabdrücke" von Kristallen, die primär aus dem auf der Erde vorkommenden, grünen, silikathaltigen Mineral Olivin bestehen. Offenbar enthalten die Spektren von dreien der vier Braunen Zwerge Anteile solcher Art. Im interstellaren Staub sind sie nicht erkennbar, am stärksten sind sie im Spektrum des Kometen Hale-Bopp ausgeprägt. Je größer die Staubteilchen, desto breiter sind die "Buckel" in ihrem Emissionsspektrum.

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Klaus Jäger
Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg
Tel.: ++49 6221 528 379
E-Mail: jaeger@mpia.de

Dr. Cornelis P. Dullemond
Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg
Tel.: ++49 6221 528 395
E-Mail: dullemond@mpia.de

Dr. Jakob Staude
Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg
Tel.: ++49 6221 528 229
E-Mail: staude@mpia.de

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Astronomie Planetenbildung SPITZER

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

nachricht Neue Perspektiven durch gespiegelte Systeme
05.12.2016 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften