Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Astronomen gelingt seltener Schnappschuss einer Planetenbaustelle

24.10.2013
Planeten entstehen in Scheiben aus Gas und Staub rund um junge Sterne. Nun ist mit dem Verbundteleskop ALMA und dem Weltraumobservatorium Herschel eine seltene Aufnahme einer Planetenbaustelle in einem unerwarteten Zwischenstadium gelungen:

Entgegen den Erwartungen enthält die Scheibe um den Stern HD 21997 sowohl ursprüngliches Gas aus der Zeit der Sternentstehung als auch Staub, der durch die Kollision von Planetesimalen entstanden ist – den urtümlichen kosmischen Gesteinsbrocken, aus denen die sehr viel größeren Planeten entstehen. Dies ist die erste Beobachtung einer solchen »hybriden Scheibe« und dürfte eine Nachbesserung der gängigen Modelle der Planetenentstehung erfordern.


ALMA-Bilder der Scheibe um HD 21997. Das linke Bild zeigt die Strahlung, die von kalten Staubkörnern ausgesandt wird, die einen Ring rund um den Stern bilden. Das mittlere Bild zeigt die Strahlung, die von Kohlenstoffmonoxid ausgesandt wird. Offenbar ist das Gas auch deutlich dichter am Stern zu finden als der Staub. Das rechte Bild zeigt die Geschwindigkeitsverteilung des Gases. Die rötlichen Anteile zeigen Scheibenregionen, die sich von uns entfernten; die bläulich eingefärbten kommen auf uns zu. Die Verteilung zeigt an, dass das Gas um den Stern in seiner Mitte kreist.

Bild: Á. Kóspál (ESA) und A. Moór (Konkoly-Sternwarte)

Bei ihrer Geburt sind Sterne wie unsere Sonne von Scheiben aus Staub und Gas umgeben. In diesen Scheiben bildet sich das Planetensystems des Sterns: Der Staub verklumpt weiter und weiter, und am Ende sind kilometergroße massive Brocken entstanden, die Planetesimale genannt werden. Diese Brocken bilden später die Asteroiden und Kometen des Systems, oder sie verklumpen weiter und bilden Felsplaneten unsere Erde oder die Kerne für große Gasplaneten.

Die gängigen Modelle der Planetenentstehung sagen voraus, dass das ursprünglich vorhandene Gas der Scheibe in der Planetesimalen-Phase rasch aufgebraucht wird. Einiges davon fällt in den Stern zurück, ein weiterer Teil sammelt sich in dem, was später die Gasplaneten (wie unser Jupiter) werden, und der Rest wird durch die intensive Strahlung des jungen Sterns ins All hinausgetrieben. Nach rund 10 Millionen Jahre, so die bisherige Überzeugung, sollte das ursprüngliche Gas verschwunden sein.

Jetzt hat ein Astronomenteam aus den Niederlanden, Ungarn, Deutschland und den USA, zu dem auch Thomas Henning vom Max-Planck-Institut für Astronomie gehört, allerdings eine seltene hybride Scheibe gefunden, die zum einen große Mengen an urtümlichem Gas, zum anderen aber bereits Staub enthält, der bei der Kollision solcher Planetesimale entstanden ist. Es handelt sich um eine Art Bindeglied zwischen den frühen und späteren Phasen der Scheibenevolution – der ursprünglichen Scheibe und der späteren Phase der Planetesimalen-Trümmer.

Die Astronomen nutzten sowohl das Weltraumobservatorium Herschel der ESA als auch das Verbundteleskop ALMA in Chile, um die Scheibe rund um den Stern HD 21997 zu untersuchen. Dieser Stern liegt von uns aus gesehen im südlichen Sternbild Chemischer Ofen (Fornax), 235 Lichtjahre von uns entfernt. Er hat das 1,8fache der Sonnenmasse und ist rund 30 Millionen Jahre alt.

Die Herschel- und ALMA-Beobachtungen zeigen einen ausgedehnten Staubring, der den Stern in Entfernungen zwischen 55 und 150 Astronomischen Einheiten (AE, entspricht der durchschnittlichen Entfernung der Erde von der Sonne) umgibt. Die ALMA-Beobachtungen zeigen außerdem einen Gasring – doch überraschenderweise sind die beiden nicht deckungsgleich! Die Leiterin der Studie, Ágnes Kóspál von der ESA, erklärt: »Der innere Rand des Gasrings liegt näher am Zentralstern als der des Staubrings. Wären Gas und Staub durch den gleichen physikalischen Prozess erzeugt worden, nämlich durch die Erosion von Planetesimalen, dann sollte man erwarten, dass beide Ringe deckungsgleich sind. Das ist bei der inneren Scheibe aber eindeutig nicht der Fall.«

Attila Moór von der Konkoly-Sternwarte fügt hinzu: »Unsere Beobachtungen zeigen außerdem, dass frühere Studien die Gasmenge in der Scheibe grob unterschätzt hatten. Aus der Menge an Kohlenstoffmonoxid in der Scheibe können wir nun aber schließen, dass die Gesamtmasse des Gases zwischen 30 und 60 Erdmassen liegen dürfte.« Dieser Wert ist ein weiterer Fingerzeig, dass die Gasscheibe aus demselben urtümlichen Material besteht, aus dem auch der Stern entstanden ist – Gasfreisetzung bei der Kollision von Planetesimalen könnte diese gewaltige Menge unmöglich erklären.

Thomas Henning vom Max-Planck-Institut für Astronomie sagt: »Dass wir um den 30 Millionen Jahre alten Stern HD 21997 urtümliches Gas finden, gibt uns ein Rätsel auf. Sowohl Modellrechnungen als auch frühere Beobachtungen zeigen, dass das Gas in dieser Art von Scheibe rund um einen jungen Stern bereits nach rund 10 Millionen Jahren verschwunden sein sollte.«

Die Astronomen bemühen sich derzeit, weitere Systeme wie HD 21997 für weitergehende Untersuchungen an hybriden Scheiben zu finden, und zu klären, wie sie sich in die gängigen Modelle der Planetenentstehung einfügen – oder wie diese Modelle verändert werden müssen.

Kontakt

Thomas Henning
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg
Telefon: (+49|0) 6221 – 528 200
E-Mail: henning@mpia.de
Ágnes Kóspál (Erstautor)
European Space Agency
Noordwijk, Niederlande
Telefon: (+31|0) 71 – 565 4508
E-Mail: akospal@rssd.esa.int
Attila Moór
Konkoly Observatory
Budapest, Ungarn
Telefon: (+36|0) 1 – 391 9326
E-Mail: moor@konkoly.hu
Markus Pössel (Öffentlichkeitsarbeit)
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg
Telefon: (+49|0) 6221 – 528 261
E-Mail: pr@mpia.de
Weitere Informationen:
http://www.mpia.de/Public/menu_q2.php?Aktuelles/PR/2013/PR_2013_11/PR_2013_11_de.html

- Webversion mit Hintergrundinformationen und weiteren Bildern

Dr. Markus Pössel | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpia.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Leibniz-IWT an Raumfahrtmission beteiligt: Bremer unterstützen Experimente im All
14.08.2018 | Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien

nachricht Intensive Laser-Cluster Wechselwirkungen führen zu niedrigenergetischer Elektronenemission
09.08.2018 | Forschungsverbund Berlin 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: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Im Focus: Robots as 'pump attendants': TU Graz develops robot-controlled rapid charging system for e-vehicles

Researchers from TU Graz and their industry partners have unveiled a world first: the prototype of a robot-controlled, high-speed combined charging system (CCS) for electric vehicles that enables series charging of cars in various parking positions.

Global demand for electric vehicles is forecast to rise sharply: by 2025, the number of new vehicle registrations is expected to reach 25 million per year....

Im Focus: Der „TRiC” bei der Aktinfaltung

Damit Proteine ihre Aufgaben in Zellen wahrnehmen können, müssen sie richtig gefaltet sein. Molekulare Assistenten, sogenannte Chaperone, unterstützen Proteine dabei, sich in ihre funktionsfähige, dreidimensionale Struktur zu falten. Während die meisten Proteine sich bis zu einem bestimmten Grad ohne Hilfe falten können, haben Forscher am Max-Planck-Institut für Biochemie nun gezeigt, dass Aktin komplett von den Chaperonen abhängig ist. Aktin ist das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen. Das Chaperon TRiC wendet einen bislang noch nicht beschriebenen Mechanismus für die Proteinfaltung an. Die Studie wurde im Fachfachjournal Cell publiziert.

Bei Aktin handelt es sich um das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen, das bei Prozessen wie Zellstabilisation, Zellteilung und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

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

Kleine Helfer bei der Zellreinigung

14.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Oberflächeneigenschaften für holzbasierte Werkstoffe

14.08.2018 | Materialwissenschaften

Fraunhofer IPT unterstützt Zweitplatzierten bei SpaceX-Wettbewerb

14.08.2018 | Förderungen Preise

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