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EXTRASOLARE PLANETEN
Planetenentstehung in den Plejaden
von Stefan Deiters
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16. November 2007

Nach Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer und dem Gemini-Teleskop auf Hawaii sind sich die Astronomen sicher: Um einen Stern im Sternhaufen der Plejaden entstehen Planeten, die der Erde, dem Mars oder der Venus ähneln könnten. Rund um den Stern, so die Forscher, muss es zu einer gewaltigen Kollision von zwei Planeten oder Planetenembryos gekommen sein.

HD 23514

So stellt sich eine Künstlerin die Kollision vor, die sich im System HD 23514 in den Plejaden ereignet haben könnte. Bild: Gemini Observatory/Lynette Cook

Plejaden

Die Plejaden. Bild: Inseok Song/Digital Sky Survey [Großansicht]

"Das ist der erste klare Beweis für Planetenentstehung in den Plejaden und vielleicht sogar der erste direkte Hinweis aus Beobachtungen dafür, das terrestrische Planeten wie es sie auch in unserem Sonnensystem gibt, relativ häufig zu finden sind", erläutert Joseph Rhee, Wissenschaftler am der University of California in Los Angeles die Bedeutung des Funds. Er veröffentlichte darüber zusammen mit Kollegen jetzt einen Beitrag in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal. Als terrestrische Planteten bezeichnet man Planeten, die - im Gegensatz zu den Gasplaneten - ähnlich aufgebaut sind wie Erde, Venus oder Mars. Sie müssen allerdings nicht wirklich erdähnlich sein, also nicht über Wasser oder eine Atmosphäre verfügen.

Die Plejaden sind wohl der bekannteste Sternhaufen überhaupt und liegen im Sternbild Stier. Zur Zeit sind sie gut am Nachthimmel zu sehen und erinnern auf den ersten Blick an den kleinen Wagen. Obwohl der Sternhaufen auch gerne "Siebengestirn" genannt wird, besteht er in Wirklichkeit aus etwa 1.400 Sternen. Die Plejaden sind 400 Lichtjahre von der Erde entfernt und damit einer der uns am nächsten gelegenen Sternhaufen.

Einer der Sterne in den Plejaden heißt HD 23514 und hat eine etwas größere Masse und Leuchtkraft als unsere Sonne. Die Astronomen stellten fest, dass dieser Stern von einer Unmenge an heißen Staubpartikeln umgeben ist, "viele Hunderttausend Mal mehr Staub, als wir um unsere Sonne beobachten", erläutert Benjamin Zuckerman, Astronomie-Professor an der University of California in Los Angeles und auch an der Arbeit beteiligt. "Dieser Staub muss das Überbleibsel einer gewaltigen Kollision sein, einer kosmischen Katastrophe."

Die Astronomen haben das Licht der unzähligen Staubteilchen gründlich analysiert und sind der Überzeugung, dass die wahrscheinlichste Erklärung für das Vorhandensein des Staubs eine Kollision zweier Planeten oder Planetenembryos ist. "Während der Entstehung von terrestrischen Planeten kommt es immer wieder zu Kollisionen. Manchmal ist das Ergebnis einer Kollision die Entstehung eines großen Planeten, manchmal bleibt aber auch nur Staub zurück", erläutert Teammitglied Inseok Song vom Spitzer Science Center des NASA. "Hier sehen wir genau diesen Staub."

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Für Song und Zuckerman ist es schon der zweite Stern, um den sie Hinweise auf die Entstehung von terrestrischen Planeten entdecken. Mitte 2005 fanden sie nämlich um den Stern BD +20 307 in 300 Lichtjahren Entfernung auch riesige Staubmengen - eine Million Mal mehr Staub als in der Umgebung der Sonne (astronews.com berichtete). Um noch weitere Sterne mit einer solchen Menge an Staub aufzuspüren, durchsuchten die Forscher die öffentlich verfügbaren Infrarot-Aufnahmen aus dem Archiv des Spitzer-Weltraumteleskop und wurden bald beim Stern HD 23514 fündig. Um die Entdeckung zu bestätigen, nutzten sie dann das Gemini Nord-Teleskop auf Hawaii für weitere Untersuchungen. "Die Gemini und Spitzer-Daten waren entscheidend dafür, dass wir die Menge und den genauen Ort des Staubs ermitteln konnten", so Song.

Beide Sterne, um die die Wissenschaftler diese Staubmengen entdeckt haben, sind im Vergleich zu unserer Sonne noch sehr jung: Sie sind lediglich 100 bzw. 400 Millionen Jahre alt. Unsere Sonne hat ein Alter von etwa 4,5 Milliarden Jahren. Die Wissenschaftler vermuten, dass die meisten jungen, sonnenähnlichen Sterne terrestrische Planeten durch wiederholte Kollisionen bilden. Der Staub von diesen Ereignissen ist allerdings nur kurze Zeit zu sehen - zur Zeit eben nur bei HD 23514 und BD +20 307. "Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass terrestrische Planeten wie die in unserem Sonnensystem möglicherweise recht häufig sind", so Zuckerman.

Die Kollision um den Stern in den Plejaden muss sich vor wenigen Hunderttausend Jahren ereignet haben oder liegt vielleicht noch kürzere Zeit zurück. Es könnte allerdings auch sein, dass es nicht eine große Kollision, sondern eine Folge von kleineren Kollisionen war, die für die beobachtete Staubmengen gesorgt haben.

Auch in unserem Sonnensystem haben sich früher gewaltige Kollisionen ereignet. So entstand vermutlich der Mond durch eine Kollision der Protoerde mit einem Mars-großen anderen Planetenembryo. Auch dabei dürften Unmengen an Staub entstanden sein. Ein Asteroideneinschlag, wie etwa der vor 65 Millionen Jahren, ist dagegen eine Petitesse. Auch "Kollisionen zwischen Kometen oder Asteroiden erzeugen nicht annähernd die Staubmengen, die wir beobachtet haben", so Song.

Entscheidend für die Rückschlüsse der Astronomen ist das Alter von HD 23514 und BD +20 307. Ganz junge Sterne, so die Forscher, könnten nämlich über ähnliche Staubmengen verfügen, was eine Folge der Sternentstehung wäre. Werden die jungen Sonnen allerdings etwa 100 Millionen Jahre alt, haben sie den Staub aus der Entstehungszeit durch heftige Winde weggeblasen, er hat sich auf dem Stern niedergeschlagen oder ist zu größeren Objekten verklumpt. "Solche großen Staubmengen wie in den Plejaden können nicht aus der Entstehungszeit des Sterns stammen. Es ist praktisch Staub der zweiten Generation, der durch die Kollision großer Objekte entstanden ist", so Song.

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siehe auch
Extrasolare Planeten: Planetenkollision um BD +20 307 - 1. August 2005
Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Spitzer Space Telescope
Gemini Observatory
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