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EXTRASOLARE PLANETEN
Erklärung für planetare Geisterfahrer?
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Wien
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10. November 2014

Aufgrund ihrer Entstehungsgeschichte sollten die Planeten eines Systems alle den gleichen Umlaufsinn um ihren Zentralstern haben. Man hat allerdings um andere Sterne schon Planeten entdeckt, die sich daran nicht halten. Dank umfangreicher Simulationen könnten Astronomen nun auf eine Erklärung für solche planetaren Geisterfahrer gestoßen sein.

Simulation

Das Bild zeigt Resultate einer hydrodynamischen Simulation: Zwischen den beiden Scheiben bildet sich eine markante Lücke. Der gezeigte Bereich durchmisst 600 Astronomische Einheiten.  Bild: Universität Wien [Großansicht]

Astronomen haben bislang über 1.800 extrasolare Planeten entdeckt. Nach gängiger Theorie entstehen die Planeten innerhalb einer riesigen Gas- und Staubscheibe, die einen jungen, nur Millionen Jahre alten Stern umkreisen. Die gewaltigen Scheiben von der Größe eines ganzen Planetensystems entstehen durch die Drehbewegung der ursprünglichen Gaswolke, die sich zusammenzieht und dabei - einer Eiskunstlauf-Pirouette gleich - sich immer schneller zu drehen beginnt. Auch der Stern selber bildet sich aus diesen rotierenden Gasmassen.

Beobachtungen von extrasolaren Planeten haben jedoch überraschend gezeigt, dass einige Planeten ihren Stern "falsch herum" umlaufen, also rückläufig sind. Bisherige Erklärungsversuche für die rückläufigen Planeten nahmen an, dass sich mehrere Planeten in einem Sonnensystem mittels ihrer Schwerkraft einem Tauziehen aussetzen, infolge dessen sich ihre Bahnen in die Länge ziehen und gegenseitig geneigt werden. Nach mehreren Hundert Millionen Jahren könnte dieser Prozess dann dazu führen, dass sich Planeten schließlich auch in rückläufigen Bahnen befinden.

Doch dies muss nicht die einzige Möglichkeit sein, um die rückläufigen Planeten um andere Sterne zu erklären: "Wir haben mit neuen, aufwändigen Modellrechnungen ein anderes Erklärungsmodell für diese rückläufigen Planeten gefunden und bringen damit die Planeten-Entstehungstheorie auf völlig neue Wege", so Eduard Vorobyov vom Institut für Astrophysik der Universität Wien. Mit ihren Modellberechnungen zeigen die Forscher, dass sich sternproduzierende Gaswolken im interstellaren Raum nicht isoliert zusammenziehen, sondern in einem chaotischen Gasmedium eingebettet sind, das Wirbel in verschiedene Richtungen aufweist.

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Wenn eine Gaswolke sich zunächst in eine gewisse, wenn auch zufällige Richtung zu drehen beginnt, so kann sie in ihrer Wanderung durch den interstellaren Raum schon in Kürze in ein Gebiet gelangen, in dem außen herum ähnliche Gasansammlungen in die entgegengesetzte Richtung strömen. "Solche einzelnen Wolken fliegen durch ein turbulentes interstellares Medium gleich einer Biene in einem Bienenstock", erklärt Eduard Vorobyov.

Dieser Ansatz bildete den Ausgangspunkt für die hydrodynamischen Simulationsrechnungen des Teams, zu dem auch Manuel Güdel von der Universität Wien und Douglas Lin von der University of California in Santa Cruz gehören. Die Forscher unterwarfen eine sich zusammenziehende Gaswolke, die durch ihre Drehbewegung bereits eine riesige Gasscheibe um den sich aufbauenden Stern gebildet hatte, einer äußeren Gasströmung, die in der Gegenrichtung rotierte und damit Kräfte auf die Scheibe übertrug.

In der Folge bildete sich in den äußeren Regionen eine verkehrt herum rotierende Scheibe, und an der Übergangsstelle, wo sich die Kräfte noch die Waage hielten, öffnete sich eine Lücke zwischen den beiden Scheiben. Die innere, rechtsläufige Scheibe fiel nun weiter zum Stern und ließ diesen anwachsen, während die äußere Scheibe danach in Stücke zerfiel, in denen sich später Planeten bilden können. Diese würden dann zwangslos in die "verkehrte" Richtung um den Stern laufen.

"Die weitere Umgebung der Stern- und Planetenentstehung ist also von größter Wichtigkeit für den Aufbau eines Planetensystems; die Art, wie eine Gaswolke von außen behandelt wird, kann den Charakter eines ganzen Planetensystems bestimmen", resümiert Vorobyov. Die neue Theorie für rückläufige Planeten steht damit aber erst am Anfang. Neu geplante Modellrechnungen sollen nun Aufschluss über eine ganze Palette von möglichen Planetenanordnungen geben.

Über die Resultate ihrer Modellrechnungen berichten die Astronomen jetzt in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.

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Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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