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ALMA
Details einer protoplanetaren Scheibe
von Stefan Deiters
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6. November 2014

Neue Beobachtungen des Radioteleskopverbunds ALMA haben jetzt einen bislang einmaligen Blick auf die protoplanetare Scheibe um den jungen Stern HL Tauri in rund 450 Lichtjahren Entfernung ermöglicht. Die erkennbaren Strukturen lassen vermuten, dass sich um den Stern bereits planetenähnliche Objekte bilden - deutlich früher als erwartet.

HL Tauri

Die Umgebung von HL Tauri in einer Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble. Oben rechts die ALMA-Beobachtungen der Staubscheibe um den Stern. Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESA/Hubble und NASA / Judy Schmidt [Großansicht]

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist ein Verbund aus Radioschüsseln, die in der chilenischen Atacamawüste stehen. Die einzelnen Antennen können dabei in verschiedene Konfigurationen gebracht werden. Seit September beobachtet ALMA in einer Aufstellung, bei dem die einzelnen Radioschüsseln bis zu 15 Kilometer voneinander entfernt sind - das Maximum bei ALMA sind 16 Kilometer. Auf diese Weise werden besondere detaillierte Beobachtungen möglich.

Das erste Ziel, das die Astronomen mit dem neu konfigurierten Teleskopverbund anvisierten, war der junge Stern HL Tauri in rund 450 Lichtjahren Entfernung. Er ist - wie viele junge Sterne - von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben, in der sich, so die Vorstellung der Forscher, einmal Planeten bilden könnten. Dank der neuen ALMA-Konfiguration wurden in dieser Staubscheibe Details wie unterschiedlich helle Ringe und Lücken erkennbar.

"Diese Strukturen sind mit hoher Wahrscheinlichkeit auf junge, planetenähnliche Objekte zurückzuführen, die gerade in dieser Scheibe entstehen", erklärt Stuartt Corder, der stellvertretende Direktor von ALMA. "Das ist überraschend, da wir nicht erwartet hatten, dass es um so junge Sterne bereits so große planetare Körper gibt, die die Strukturen erzeugen können, die wir auf dem Bild sehen."

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"Als wir das Bild zum ersten Mal sahen, waren wir beeindruckt von den vielen Details", bestätigt Catherine Vlahakis, die stellvertretende Programmwissenschaftlerin von ALMA, die die aktuelle Beobachtungskampagne leitet. "HL Tauri ist nicht mehr als eine Million Jahre alt und in der Scheibe des Sterns scheinen sich schon zahlreiche sich bildende Planeten zu befinden. Dieses Bild allein dürfte die Theorien über die Entstehung von Planeten revolutionieren."

Die Strukturen, die auf dem heute vorgestellten Bild zu erkennen sind, lässt die Scheibe deutlich entwickelter erscheinen, als man angesichts des Alters des Systems eigentlich erwartet hatte. Das könnte bedeuten, dass die Prozesse, die zur Entstehung von Planeten führen, deutlich schneller ablaufen, als man bislang annahm.

Sterne entstehen in Wolken aus Gas und Staub. Besonderes dichte Bereiche kollabieren unter dem Einfluss ihrer eigenen Anziehungskraft, es entsteht ein immer kompakteres Objekt, dessen Temperatur schließlich so groß wird, dass nukleare Fusionsprozesse zünden können. Doch nicht das gesamte Material wird bei der Entstehung der neuen Sonne aufgebraucht. Der Rest sammelt sich in einer flachen Scheibe um den jungen Stern.

In dieser Scheibe verklumpen sich allmählich einzelne Staubkörner zu immer größeren Brocken. Es entstehen Asteroiden und kometenähnliche Objekte und schließlich auch Planeten. Diese stören das Aussehen der Scheibe und sorgen für charakteristische Lücken - genau wie sie auf dem neuen ALMA-Bild zu sehen sind.

Für so detaillierte Beobachtungen sind Konfigurationen mit großen Teleskopabständen unerlässlich. Diese erfordern allerdings einen hohen technischen Aufwand, durch den einige von ALMAs wissenschaftlichen Zielen aber erst zu erreichen sind. Die jetzt erfolgreich durchgeführten ersten Beobachtungen dieser Art seien, so ALMA-Direktor Pierre Cox, "ein eindrucksvoller technologischer und wissenschaftlicher Meilenstein."

Für die Astronomen, die sich mit der Entstehung von Planeten um andere Sterne oder auch mit der Entstehung der Erde befassen, liefert das Bild der Staubscheibe um HL Tauri wichtige Daten: "Der größte Teil unseres Wissens über Planetenentstehung basiert auf Theorie", so Tim de Zeeuw, Generaldirektor der europäischen Südsternwarte ESO. "Bilder mit so vielen Details kannten wir bislang nur von Computersimulationen oder künstlerischen Darstellungen. Dieses detaillierte Bild von HL Tauri zeigt, was mit ALMA möglich ist, wenn es in seiner größten Konfiguration genutzt wird. Es ist der Beginn einer ganz neuen Ära bei der Erforschung der Entstehung von Sternen und Planeten."

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ALMA-Beobachtungen zeigen Details einer protoplanetaren Scheibe. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Extrasolare Planeten: Verräterische Muster im Staubring - 14. Oktober 2008
ALMA: Kometenfabrik um jungen Stern - 7. Juni 2013
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
ESO
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