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Blick auf Trümmerringe in jungen Planetensystemen
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
20. Januar 2026
Mithilfe des Radioteleskopverbunds ALMA haben Forschende
detaillierte Bilder von jungen Planetensystemen aufgenommen. Die Daten liefern
neue Einblicke in eine schwer zu beobachtende, aber entscheidende Phase der
Entstehung von Planetensystemen. Die Beobachtungen könnten helfen, die
Entstehung unseres Sonnensystems besser zu verstehen.
Diese ARKS-Galerie lichtschwacher
Trümmerscheiben zeigt neue Details ihrer
Struktur: Gürtel mit mehreren Ringen, ausgedehnte
glatte Halos, scharf begrenzte Ränder sowie
unerwartete Bögen und Klumpen, die auf den
Einfluss formender Planeten hindeuten. Zugleich
macht sie ihre chemische Zusammensetzung
sichtbar: Die bernsteinfarbenen Bereiche
markieren Lage und Menge des Staubs in den 24
untersuchten Scheiben, die blauen Bereiche
hingegen die Verteilung und Häufigkeit von
Kohlenmonoxidgas in den sechs gasreichen
Systemen.
Bild: Sebastián Marino, Sorcha Mac
Manamon und die ARKS-Kollaboration [Großansicht] |
Astronominnen und Astronomen haben die bisher detailliertesten Schnappschüsse
von Planetensystemen in einer Ära aufgenommen, die lange Zeit im Dunkeln lag.
Die Studie ARKS - die Abkürzung steht für "ALMA survey to Resolve exoKuiper belt
Substructures", also "ALMA-Studie zur Aufdeckung von Substrukturen in Exo-Kuiper-Gürteln"
- hat mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)
die schärfsten Bilder aller Zeiten von 24 Trümmerringen aufgenommen, den
staubigen Gürteln, die nach der Entstehung von Planeten zurückbleiben. Diese
Scheiben sind das kosmische Äquivalent zu den Teenagerjahren von
Planetensystemen – etwas reifer als neu entstandene, planetenbildende Scheiben,
aber noch nicht ganz erwachsen.
"Wir haben oft die Babyfotos von Planeten gesehen, die sich gerade bilden,
aber bis jetzt fehlte die Jugendphase", sagt Meredith Hughes, Associate
Professor für Astronomie an der Wesleyan University in Middletown im
US-Bundesstaat Connecticut. "Trümmerringe stehen für die von Kollisionen
geprägte Phase des Planetenentstehungsprozesses", erklärt Thomas Henning,
Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astronomie. "Mit ALMA können wir die
Ringstrukturen sichtbar machen, die auf die Anwesenheit von Planeten hinweisen.
Parallel dazu suchen wir mithilfe von direkter Bildgebung und
Radialgeschwindigkeitsstudien nach jungen Planeten in diesen Systemen."
Das Pendant zu dieser Phase in unserem eigenen Sonnensystem ist der
Kuipergürtel, ein Ring aus eisigen Bruchstücken jenseits von Neptun, der
Hinweise gewaltiger Kollisionen und Planetenwanderungen vor Milliarden von
Jahren liefert. Durch die Untersuchung von 24 Exoplaneten-Trümmergürteln hat das
ARKS-Team somit auch einen Einblick in die Vorgänge in unserem Sonnensystem vor
langer Zeit gewonnen, als sich der Mond bildete und die Planeten um ihre
endgültigen Positionen rangen und manchmal sogar ihre Umlaufbahnen tauschten.
Trümmerringe sind lichtschwach, hunderte oder sogar tausende Male dunkler als
die hellen, gasreichen Scheiben, in denen Planeten entstehen. Das ARKS-Team hat
diese Herausforderungen gemeistert und Bilder dieser Scheiben in beispielloser
Detailgenauigkeit produziert. Wie Teenager, die sich vor der Kamera verstecken,
haben es diese schwachen Scheiben geschafft, sich jahrelang vor den Forschenden
zu verbergen. Dank ALMA können Astronominnen und Astronomen nun ihre komplexen
Strukturen erkennen: Gürtel mit mehreren Ringen, breite und glatte Halos,
scharfe Kanten und sogar unerwartete Bögen und Klumpen.
Allerdings macht ALMA mit seinen Dutzenden von einzelnen Radioteleskopen
keine Bilder im klassischen Sinne. Stattdessen sammelt es Radiosignale, die von
Staubpartikeln und Molekülen ausgesendet werden und anschließend verarbeitet und
korreliert werden müssen. Jedes Teleskop trägt zum endgültigen Bild bei, das aus
dem Strom der Radiowellen zusammengefügt wird. "Wir sehen eine echte Vielfalt –
nicht nur einfache Ringe, sondern mehrringige Gürtel, Halos und starke
Asymmetrien, die ein dynamisches und turbulentes Kapitel in der Geschichte der
Planeten offenbaren", erläutert Sebastián Marino hinzu, Programmleiter von ARKS
und außerordentlicher Professor an der Universität Exeter in Großbritannien.
Die Ergebnisse von ARKS zeigen, dass diese Teenagerphase eine Zeit des
Übergangs und der Turbulenzen ist. "Diese Scheiben dokumentieren eine Zeit, in
der die Planetenbahnen durcheinandergeraten waren und gewaltige Einschläge, wie
derjenige, der den Mond der Erde geformt hat, junge Sonnensysteme geprägt
haben", sagt Luca Matrà, außerordentlicher Professor am Trinity College
Dublin in Irland. Durch die Untersuchung Dutzender Scheiben um Sterne
unterschiedlichen Alters und Typs trug ARKS dazu bei, zu entschlüsseln, ob
chaotische Merkmale vererbt, von Planeten geformt oder durch andere kosmische
Kräfte entstanden sind. Die Beantwortung dieser Fragen könnte Aufschluss darüber
geben, ob die Geschichte unseres Sonnensystems einzigartig oder die Norm war.
Die Ergebnisse der ARKS-Studie sind eine Fundgrube für Astronomen, die nach
jungen Planeten suchen und verstehen wollen, wie Planetenfamilien wie unsere
eigene entstehen und sich neu ordnen. "Dieses Projekt gibt uns eine neue
Perspektive für die Interpretation der Krater auf dem Mond, der Dynamik des
Kuipergürtels und des Wachstums großer und kleiner Planeten. Es ist, als würde
man die fehlenden Seiten im Familienalbum des Sonnensystems hinzufügen",
vergleicht Hughes abschließend.
Über ihre Studie berichtet das Team in einer Reihe von Fachartikeln, die in der
Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen sind.
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