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ALMA
Planetenentstehung in Mehrfachsystem?
von Stefan Deiters
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29. Oktober 2014

Etwa die Hälfte aller sonnenähnlichen Sterne werden als Teil eines Doppelsternsystems geboren. Von daher ist es natürlich von besonderem Interesse, ob und wie in solchen Systemen Planeten entstehen. Mithilfe von ALMA, einem Verbund von Radioteleskopen in der chilenischen Atacamawüste, gelangen Astronomen nun faszinierende Beobachtungen im Mehrfachsystem GG Tauri.

GG Tauri-A

So könnten das System GG Tauri-A aussehen. Bild: ESO/L. Calçada [Großansicht]

Unsere Sonne ist ein Einzelgänger, doch ist dies in der Milchstraße nicht unbedingt die Regel. Astronomen schätzen, dass etwa die Hälfte aller sonnenähnlichen Sterne in einem Doppelsternsystem geboren werden. Die Entstehung von Planeten in solchen Systemen gilt zwar nicht als unmöglich, dürfte aber unter anderen Bedingungen ablaufen als um einen einzelnen Stern.

Beobachtungen von jungen Doppelsternen und eventuell um sie vorhandenen Gas- und Staubscheiben liefern den Wissenschaftlern daher wichtige Informationen über die Entstehung von Planetensystemen und auch für die Suche nach Planeten.

Anne Dutrey vom Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux in Frankreich hat mit ihrem Team das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), einen Verbund von Radioteleskopen in der chilenischen Atacamawüste, genutzt, um die Verteilung von Gas und Staub um das Mehrfachsystem GG Tauri-A zu beobachten. Es ist lediglich einige wenige Millionen Jahre alt und liegt rund 450 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Stier.

GG Tauri-A ist als Gesamtsystem von einer großen Scheibe aus Gas und Staub umgeben. Der Hauptstern des Systems verfügt noch einmal zusätzlich über eine Staubscheibe, deren Masse in etwa der Masse des Gasriesen Jupiter in unserem Sonnensystem entspricht. Dass es sie überhaupt gibt, hat die Astronomen lange Zeit verblüfft: Offenbar "regnet" nämlich Material aus dieser Scheibe ständig auf den Hauptstern herab - und dies mit einer Rate, die sie eigentlich schon längst hätte verschwinden lassen müssen.

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Mit ALMA entdeckten die Astronomen nun aber Gasklumpen, die sich zwischen den beiden Scheiben befinden. Dies deutet darauf hin, dass Material von der äußeren Scheibe zur inneren Scheibe transferiert werden kann und dieser Fluss von Material die innere Scheibe praktisch am Leben hält.

"Material, das durch den leeren Bereich strömt, war von Computersimulationen vorhergesagt worden, wurde aber bislang in keiner Beobachtung auch tatsächlich gesehen", so Dutrey. "Die Entdeckung dieser Klumpen spricht dafür, dass sich Material zwischen den Scheiben bewegt und die eine Scheibe die andere ernährt. Die Beobachtungen zeigen, dass Material einer äußeren Scheibe eine innere Scheibe für lange Zeit am Leben halten kann. Dies hat eine enorme Bedeutung für die mögliche Entstehung von Planeten."

Planeten entstehen nämlich genau in solchen Scheiben aus Gas und Staub, die von der Geburt eines Sterns übrigbleiben. Die Entstehung von Planeten erfordert es allerdings, dass die Scheiben auch für einige Zeit stabil existieren können. Sollte es den Mechanismus, der nun mit ALMA in GG Tauri-A entdeckt wurde, auch in anderen Mehrfachsystemen geben, würde dies eine deutlich höhere Zahl von Systemen bedeuten, bei denen sich eine Suche nach Planeten lohnen könnte.

Bei der Suche nach extrasolaren Planeten hatte man sich anfangs vor allem auf Einzelsterne konzentriert, weil die Bedingungen in Doppelsternsystemen den Astronomen als zu turbulent erschienen, um hier die Entstehung von Planeten zu erlauben. Beobachtungen haben aber inzwischen gezeigt, dass es auch in solchen Systemen Planeten gibt. Die neuen Beobachtungen deuten darauf hin, dass sich auch um einzelne Komponenten von Mehrfachsystemen Planeten bilden könnten. 

GG Tauri-A ist Teil eines noch komplexeren Systems, das als GG Tauri bekannt ist. Man hielt es zunächst für ein Vierfachsystem, entdeckte aber unlängst, dass einer der Sterne von GG Tauri-A, nämlich der Stern ohne Staubscheibe, selbst ein sehr enger Doppelstern ist, der also aus den Komponenten GG Tauri-Ab1 und GG Tauri-Ab2 besteht. Es gibt also nunmehr fünf Sterne in GG Tauri. 

Die Astronomen berichten über ihre Untersuchung in der morgen erscheinenden Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature.

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siehe auch
Kepler-413b: Taumelnder Planet um Doppelstern - 15. Februar 2014
Computersimulation: Wie Planeten mit zwei Sonnen entstehen - 4. Februar 2014
Kepler-47: Zwei Planeten um zwei Sonnen - 29. August 2012
Kepler: Ein Planet mit zwei Sonnen - 15. September 2011
Extrasolare Planeten: Planeten mit vier Sonnen? - 26. Juli 2007
Extrasolare Planeten: Planet der drei Sonnen - 18. Juli 2005
Extrasolare Planeten: Gasplanet um Doppelstern? - 4. November 1999
Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels (pdf-Download von eso.org)
ESO
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