Astronomie: Erste mondbildende Scheibe um einen Exoplaneten nachgewiesen

Um einen fernen Exoplaneten, der sich noch in der Entstehung befindet, haben Forschende eine Scheibe nachgewiesen, in der sich einmal Exomonde bilden dürften.

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Das Sternsystem PDS 70 und die mondbildende Scheibe um PDS 70b

(Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.)

Von
  • Martin Holland

Forschenden ist es erstmals gelungen, eindeutig eine Staubscheibe um einen Exoplaneten nachzuweisen, in der (Exo-)Monde entstehen dürften. Benutzt haben sie dafür das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) der Europäischen Südsternwarte (ESO), erklären sie und liefern auch ein Bild der Scheibe mit. Die fragliche mondbildende Scheibe ist darauf deutlich um den Exoplaneten PDS 70 c zu erkennen, der etwa 400 Lichtjahre von uns entfernt seinen Stern umkreist und schon früher für große Aufmerksamkeit gesorgt hatte. Hinweise auf die zirkumplanetare Scheibe habe das Team schon früher gefunden, aber erst jetzt sei der richtige Nachweis gelungen. Anhand der Daten könne man nun die Entstehung von Monden und Planeten in anderen Systemen genauer erforschen.

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Wie die Forschenden erläutern, stecken hinter dem Prozess der Entstehung von Monden die gleichen Abläufe wie bei der Entstehung von Planeten. Während letztere sich in staubhaltigen Scheiben um junge Sterne geformt werden, können sie im Laufe dieses Prozesses selbst eine solche Staubscheibe um sich herum ansammeln. Die trage dann zum Wachstum des Planeten beitragen, das Material dort könne aber selbst Klumpen bilden und schließlich Monde entstehen lassen. Die Details darüber, wann, wo und wie sich sowohl Planeten als auch Monde in solchen Scheiben bilden, seien aber noch nicht vollständig verstanden. Der neue Fund könne hier viel zum Verständnis beitragen.

(Quelle: ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.)

Gleichzeitig schlägt das Team mit dem Nachweis auch ein neues Kapitel bei der Erforschung fremder Sternsysteme auf. Während vor wenigen Jahrzehnten noch bezweifelt werden konnte, ob es anderswo überhaupt Planeten gibt, wurden seit den frühen 90er-Jahren mehrere Tausend Exoplaneten gefunden. Über Exomonde wurde zwar bisweilen spekuliert, eindeutig nachgewiesen wurde aber noch keiner. Um PDS 70 c haben die Astronomen und Astronominnen nun genügend Material gefunden, dass daraus bis zu drei Exomonde der Größe unseres Mondes entstehen könnten. Insgesamt hat die Scheibe um den riesigen und dem Jupiter ähnelnden Exoplaneten einen Durchmesser von etwa einer Astronomischen Einheit, also der Entfernung zwischen Erde und Sonne – damit ist sie etwa 500 Mal größer als die Ringe des Saturn. Um PDS 70 b konnten sie dagegen keine solche Scheibe eindeutig nachweisen.

Zoom auf die zirkumplanetare Scheibe um PDS 70b

(Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.)

Die beiden Exoplaneten sind auch darüber hinaus von einzigartigem Wert für die Forschung, erklärt das Team noch. Die Exoplaneten in Lücken der protoplanetaren Scheibe wurden 2018 und 2019 entdeckt und "sind die einzigen beiden bisher entdeckten Exoplaneten, die sich noch im Entstehungsprozess befinden", erklärt Miriam Keppler vom Max-Planck-Institut für Astronomie. Ein tieferes Verständnis wollen sie vor allem mit dem derzeit im Bau befindlichen Riesenteleskop ELT (Extremely Large Telescope), das eine nie dagewesene Auflösung erreichen soll. Den aktuellen Fund stellen die Forschenden nun aber erst einmal im Fachmagazin The Astrophysical Journal Letters vor.

(mho)