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VERY LARGE ARRAY
Planeten-Embryo um HL Tauri
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
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18. März 2016

In der Scheibe um den jungen Stern HL Tauri haben Astronomen einen riesigen Staubklumpen mit der drei- bis achtfachen Masse der Erde entdeckt. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sich daraus einmal ein Planet entwickeln wird. Der Nachweis des Klumpens liefert auch eine Antwort auf ein bislang ungeklärtes Problem rund um die Entstehung von Planeten.

HL Tauri

Auf diesem Bild wurden die früheren ALMA-Beobachtungen der Scheibe um HL Tauri (rot) und die neueren VLA-Beobachtungen des inneren Bereichs (gelb) kombiniert. Bild: Carrasco-Gonzalez et al.; Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF  [Großansicht]

Neue Beobachtungen mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), einem Radioteleskop im US-Bundesstaat New Mexiko, haben die bislang detailreichsten Radiobilder der Scheibe um den jungen Stern HL Tauri geliefert. Bereits frühere Bilder, aufgenommen mit dem Radioteleskopverbund ALMA, hatten ein markantes Muster von hellen Staubringen in der Scheibe gezeigt.

Das neue Bild zeigt nun einen massereichen Klumpen aus Staub im innersten der hellen Ringe. Die Gesamtmasse des Klumpens entspricht dem drei- bis achtfachen der Erdmasse. "Dieser Klumpen sieht wie eine Art Planeten-Embryo aus, der sich über die nächsten Millionen Jahre hinweg zu einem fertigen Planeten entwickeln dürfte," so Thomas Henning, Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg.

Die könnte weitreichende Konsequenzen haben: Bereits seit längerem ist bekannt, dass die einfachsten Modelle der Planetenentstehung ein Problem mit den Zeitskalen haben. In diesen Modellen ist die protoplanetare Scheibe aus Gas und Staub, die den jungen Stern umgibt, gleichförmig und homogen. Alles weitere spielt sich zunächst auf kleineren, dann auf immer größeren Längenskalen an: mit Staubteilchen, die aneinanderkleben, dabei größere Objekte bilden bis am Ende Planeten entstanden sind.

Das ist ein recht langsamer Prozess, und diese Langsamkeit erweist sich als problematisch: Im Laufe von rund zehn Millionen Jahren werden Gas und Staub der Scheibe durch die intensive Strahlung des jungen Sterns weggepustet. Ohne Gas und Staub als Rohmaterial ist die Planetenentstehung beendet. Haben sich bis dahin keine großen Planeten gebildet wird das auch anschließend nicht mehr passieren.

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Die neuen Bilder geben nun Hinweise auf eine deutlich schnellere Version der Planetenentstehung. Dabei ergeben sich aus bestimmten Strömungsmustern des Gases der Scheibe Regionen mit besonders hoher Staubdichte, in denen die Planetenentstehung dann sehr viel rascher ablaufen kann als in einer homogenen Scheibe.

"Vor zehn Jahren haben wir in unseren Simulationen erste Anzeichen für diese Art besonders schneller Planetenentstehung gefunden", so Hubert Klahr, Leiter der Theoriegruppe Planeten- und Sternentstehung am MPIA. "Jetzt lassen sich die Details erstmals direkt beobachten: dichte Staubringe, in denen sich klumpige Fragmente bilden."

Bei weiteren Studien soll nun die Scheibe um HL Tauri genauer modelliert und auch nachgewiesen werden, dass der Staubklumpen noch weitere Materie auf sich zieht und auf diese Weise weiter wächst. "Detailreiche Bilder wie dieses hier haben die Forschung zur Planetenentstehung auf eine neue Stufe gehoben", so Henning. "Offenbar sind Strukturen in der Scheibe wie der Klumpen, den wir entdeckt haben, notwendig, um die Entstehung von Planetensystemen wie unserem eigenen Sonnensystem zu erklären."

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astrophysical Journal Letters erschienen ist.

Forum
Planeten-Embryo um HL Tauri. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
ALMA: Details einer protoplanetaren Scheibe - 6. November 2014
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Max-Planck-Institut für Astronomie
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