Standort: science.ORF.at / Meldung: "Sterne und Planeten bilden sich gemeinsam"

Ein Stern entsteht, links und rechts sieht man den Gas-Jet, der die beiden Kreise der protoplanetaren Scheibe verbindet

Sterne und Planeten bilden sich gemeinsam

Wenn sich Sterne und Planeten bilden, sind sie vor allem eines: gefräßig. Sie ziehen aus ihrer Umgebung Gase und Weltraumstaub für ihr eigenes Wachstum an. Dass sie sich dabei gegenseitig nicht behindern, sondern in gewissem Sinne unterstützen, zeigt eine neue Studie.

Astronomie 03.01.2013

Die meisten Sterne sind bereits in der Frühphase des Universums entstanden, vor mehr als zehn Milliarden Jahren. Aber auch heute noch werden neue Sterne geboren. Einen frühen Zeitpunkt dieser Entwicklung haben nun Simon Casassus von der Universität von Chile und seine Kollegen mit Hilfe der ALMA-Teleskopanlage im Norden von Chile genauer beobachtet.

Die Studie:

"Flows of gas through a protoplanetary gap" von Simon Casassus und Kollegen ist am 2.1. in "Nature" erschienen.

Ö1 Sendungshinweis:

Dem Thema widmet sich auch ein Beitrag in Wissen aktuell: 3.1., 13:55 Uhr.

In dem 450 Lichtjahre von der Erde entfernten System HD 142527 haben sie einen jungen Stern ins Visier genommen, der Material aus einer ihn umgebenden Wolke aus Staub und Gas anzieht.

Doppelte Scheibe im Proto-Planetensystem

Die einströmende Materie bildet eine flache Scheibe, die um den Stern rotiert. In dieser protoplanetaren Scheibe formen sich die ersten riesigen Gasplaneten, die ihrerseits Materie ansammeln. Im Laufe der Zeit wird die Scheibe durch diese Materiekonzentration "löchrig" - im Kern um den Stern herum bleibt eine massedichte kleine Scheibe übrig, daran schließt sich ein von Materie "gesäuberter" Bereich an und erst rund um diesen gibt es eine zweite, wieder materiereiche Scheibe (siehe Bild unten).

Künstlerische Darstellung der einströmenden Jets in der protoplanetaren Scheibe

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

Die Größenordung: Die innere Scheibe um den jungen Stern hat einen Radius von zehn Astronomischen Einheiten (1 AE entspricht der Entfernung Erde-Sonne, also rund 150 Millionen Kilometer), die Entfernung der äußeren Scheibe vom Zentrum beträgt 140 AE (künstlerische Darstellung).

Während dieser Entwicklung wächst der Stern aber massiv und unaufhörlich weiter, was zu der Frage führt, woher er die dazu notwendige Materie bezieht. Die Forscher haben ausgerechnet, dass die Masse der inneren Scheibe bei der beobachteten Wachstumsrate des Sterns nach nur einem Jahr aufgebraucht wäre. "Das war bisher ein kleines Mysterium", sagt Simon Casassus in einer Aussendung. "Nun haben wir aber einen Prozess gefunden, der es dem Stern ermöglicht trotz der Kluft in der Scheibe zu wachsen."

Direkte Aufnahme der protoplanetaren Scheibe mitsamt der Jets

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Casassus et al.

Unscharf, nach Angaben der Forscher aber die erste direkte Beobachtung (Infrarot) eines Gas-Jets, der die beiden Ringe in der protoplanataren Scheibe verbindet: äußerer Staubring (rot), dichter Gas-Jet (grün), Zentrum (blau).

Jets sorgen für Nachschub

Zum einen, so der Forscher weiter, ist diese Kluft nicht wirklich leer. Der allermeiste Staub ist bei der Planetenentstehung zwar verbraucht worden. Leichte Gase sind aber weiterhin vorhanden, wie der Nachweis von Kohlenmonoxid zeigt. Zum zweiten, und das ist entscheidender, fließen permanent dichte Gase aus dem äußeren Ring in den inneren. Und zwar über sogenannte Jets: Dabei handelt es sich um schon öfters beobachtete "Fontänen", die den von Materie gesäuberten Teil der Scheibe überbrücken.

In diesen Jets dürften sich nach Ansicht der Forscher auch die riesigen Protogasplaneten befinden, die um ein Mehrfaches größer sind als der Jupiter, der Vergleichsplanet in unserem Sonnensystem. Wegen der Dichte des Gasstroms seien sie aber nicht direkt beobachtbar. Die Forscher vermuten, dass die Planeten durch ihre Schwerkraft den Gasstrom anziehen, dieser aber über sie zu einem großen Teil "hinwegschwappt" und bis zur inneren Scheibe rund um den jungen Stern gelangt. Auf diese Weise steht im genügend Material für sein eigenes Wachstum zur Verfügung.

Lukas Wieselberg, science.ORF.at

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