Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ALMA entdeckt Planetenbaustelle

16.12.2015

Neue Hinweise auf junge Planeten in Staubscheiben um junge Sterne

Mit Hilfe des Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen jetzt die bisher konkretesten Hinweise gefunden, dass sich in den Scheiben aus Gas und Staub um vier junge Sterne erst kürzlich Planeten mit mehreren Jupitermassen gebildet haben.


Mit Hilfe des Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen jetzt die bisher konkretesten Hinweise gefunden, dass sich in den Scheiben aus Gas und Staub um vier junge Sterne erst kürzlich Planeten mit mehreren Jupitermassen gebildet haben.

Herkunftsnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser

Messungen des die Sterne umgebenden Gases haben außerdem weitere Hinweise zur Beschaffenheit dieser Planeten geliefert.

Planeten findet man fast um jeden Stern, aber die Astronomen verstehen noch nicht vollständig wie – und unter welchen Umständen – sie sich bilden.

Um solche Fragen beantworten zu können, untersuchen sie die rotierenden Scheiben aus Gas und Staub, die es um junge Sterne gibt und aus denen Planeten entstehen. Diese Scheiben sind jedoch klein und weit von der Erde entfernt. Man braucht daher die Leistungsfähigkeit von ALMA, um ihren Geheimnissen auf die Spur zu kommen.

Eine bestimmte Art von Scheiben, die man als Übergangsscheiben (engl: transitional discs) bezeichnet, überrascht durch die Abwesenheit von Staub in ihrem Zentrum, also in der Region unmittelbar um den Stern. Es gibt zwei Erklärungsversuche für diese merkwürdigen Lücken:

Zum einen könnten starke Sternwinde und intensive Strahlung das umgebende Material weggeblasen oder zerstört haben [1], zum anderen könnten massereiche junge Planeten bei ihrer Entstehung das Material auf ihrer Bahn um den Stern entfernt haben [2].

Die unvergleichliche Empfindlichkeit und Abbildungsschärfe von ALMA haben jetzt dem Team um den Astronomin Nienke van der Marel von der Sterrewacht Leiden in den Niederlanden ermöglicht, die Verteilung von Gas und Staub in vier dieser Übergangsscheiben besser als je zuvor abzubilden [3]. Das wiederum hat ihnen erstmals erlaubt, eine Entscheidung zwischen den beiden Erklärungsversuchen für die Staublücken zu treffen.

Die neuen Bilder zeigen, dass es in den Staublücken eine signifikante Menge an Gas gibt [4]. Aber zur Überraschung des Teams weist das Gas ebenfalls eine Lücke auf, jedoch bis zu dreimal kleiner als die Staublücke.

Das lässt sich nur mit dem Szenario erklären, bei dem frisch entstandene massive Planeten das Gas aus ihrer jeweiligen Umlaufbahn entfernt, jedoch die Staubpartikel weiter außen eingefangen haben [5].

„Schon frühere Beobachtungen haben die Anwesenheit von Gas innerhalb der Staublücken vermuten lassen“, erklärt Nienke van der Marel. „Aber da ALMA die Materie der gesamten Scheibe in viel feinerem Detail zeigen kann als anderen Observatorien, konnten wir das Alternativszenario ausschließen. Die tiefe Lücke weist klar auf die Anwesenheit von Planeten mit mehreren Jupitermassen hin. Sie erzeugen diese Teilungen an den Stellen, wo sie durch die Scheibe pflügen.“

Erstaunlicherweise wurden diese Beobachtungen mit nur einem Zehntel des heutigen Auflösungsvermögens von ALMA gemacht, da sie durchgeführt wurden, als die Hälfte des Arrays auf dem Chajnantorplateau im Norden Chiles noch im Bau war.

Jetzt sind weitere Beobachtungen erforderlich, um zu sehen, ob auch andere Übergangsscheiben auf das Planeten-Aufsammel-Szenario hindeuten. Während dessen haben die ALMA Beobachtungen schon jetzt den Astronomen wertvolle Einsichten in die komplexen Prozesse der Planeten-Entstehung geliefert.

„Alle Übergangsscheiben mit großen Staublücken, die bisher untersucht worden sind, haben auch große Gaslücken. Daher können wir jetzt mit ALMA herausfinden, wo und wann große Gasplaneten in diesen Scheiben geboren werden. Dann können wir diese Ergebnisse mit den Planetenbildungsmodellen vergleichen“, erläutert Ewine von Dishoeck, ebenfalls von der Sterrewacht Leiden und dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching [6]. „Der direkte Nachweis von Planeten ist fast in der Reichweite unserer heutigen Instrumente und die nächste Generation von Teleskopen, wie das European Extremely Large Telescope, werden in der Lage sein, viel weiter zu gehen. ALMA zeigt uns die Stellen, wo wir hinschauen müssen.“

Endnoten


[1] Der Prozess, der den Staub und das Gas von innen her leer fegt, wird als Photoevaporation bezeichnet.


[2] Solche Planeten sind schwierig direkt zu beobachten (eso1310) und frühere Studien im Millimeterwellenbereich (eso1325) haben kein scharfes Bild der inneren, planetenbildenden Bereiche geliefert, wo diese unterschiedlichen Erklärungsversuche auf die Probe gestellt werden könnten. Andere Studien (eso0827) konnten nicht den Hauptanteil des Gases in diesen Scheiben messen.


[3] Die vier Objekte dieser Untersuchungen waren: SR 21, HD 135344B (auch als SAO 206462 bezeichnet), DoAr 44 und Oph IRS 48.


[4] Das Gas von Übergangsscheiben besteht in erster Linie aus Wasserstoff und kann durch die Beobachtung von Kohlenstoffmonoxidmolekülen (CO) nachgewiesen werden.


[5] Der Prozess der Staubfallen wurde bereits in einer früheren Pressemitteilung (eso1325) erläutert.


[6] Andere Beispiele sind die Übergangsscheiben von HD 142527 (eso1301 und hier) und J1604-2130.

Weitere Informationen

Die hier präsentierten Forschungsergebnisse von N. van der Marel, et al. erscheinen im Dezember 2015 unter dem Titel “Resolved gas cavities in transitional disks inferred from CO isotopologs with ALMA” in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics

Die beteiligten Wissenschaftler sind N. van der Marel (Universiteit Leiden, Niederlande; Institute for Astronomy, University of Hawaii, Honolulu, USA), E. F. van Dishoeck (Universiteit Leiden, Niederlande; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching), S. Bruderer (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching), S. M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Massachusetts, USA), K. M. Pontoppidan (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA), G. J. Herczeg (Universität Peking, Beijing, China), T. van Kempen (Universiteit Leiden, Niederlande) und A. Miotello (Universiteit Leiden, Niederlande).

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Links
Fachartikel in Astronomy & Astrophysics
Fotos von ALMA

Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Nienke van der Marel
Institute for Astronomy, University of Hawaii
Honolulu, USA
E-Mail: nmarel@ifa.hawaii.edu

Ewine van Dishoeck
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 5814
E-Mail: ewine@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media
Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1549.

Dr. Carolin Liefke | ESO-Media-Newsletter

Weitere Berichte zu: ALMA Astronomie Astronomy Astrophysics ESO Gas Haus der Astronomie Outreach Physik Planetenbaustelle Staub

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Lumineszierende Gläser als Basis neuer Leuchtstoffe zur Optimierung von LED
17.10.2019 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

nachricht Blindgänger mit Laser entschärft: Erfolgreicher Feldversuch zum Projektende
16.10.2019 | Laser Zentrum Hannover e.V.

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: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

Verletzungen des Sprunggelenks immer ärztlich abklären lassen

16.10.2019 | Veranstaltungen

Digitalisierung trifft Energiewende

15.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Dehnbare Elektronik: Neues Verfahren vereinfacht Herstellung funktionaler Prototypen

17.10.2019 | Materialwissenschaften

Lumineszierende Gläser als Basis neuer Leuchtstoffe zur Optimierung von LED

17.10.2019 | Physik Astronomie

Dank Hochfrequenz wird Kommunikation ins All möglich

17.10.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics