ALMA
Planetenentstehung live - wie ein Protoplanet mit seiner Umgebung wechselwirkt
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
25. September 2026

Mit dem Radioteleskopverbund ALMA konnte ein Wirbel beobachtet werden, der entsteht, wenn ein Protoplanet mit dem Gas der ihn umgebenden protoplanetaren Scheibe wechselwirkt. Erstmals liegen damit Beobachtungen aller  Aspekte der Planetenentstehung vor. Die Forschenden hoffen, künftig Wirbel in Gasscheiben um junge Sterne besser interpretieren zu können.

Falschfarbenaufnahmen aus ALMA-Daten der protoplanetaren Scheibe um WISPIT 2. Bild: M. Benisty, MPIA / ALMA [Groß- und Detailansicht]

Über die vergangenen Jahrzehnte hinweg hat die Astronomie eine relativ genaue Vorstellung darüber entwickelt, wie neue Planeten entstehen: Den Anfang machen mikroskopische Staubkörner, die miteinander verklumpen. Am Ende kommt es zur Entstehung von Gesteinsplaneten mit Durchmessern von Tausenden von Kilometern wie unserer Erde oder der noch deutlich größeren Gasriesen wie Jupiter. Das Szenario wird durch Simulationen und Beobachtungen gestützt, aber bei den direkten Beobachtungen gab es eine wichtige Lücke. Diese konnte nun durch ein Forschungsteam unter der Leitung von Myriam Benisty vom Max-Planck-Institut für Astronomie geschlossen werden. Ein jetzt vorgestelltes mit dem Radioteleskopverbund Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile aufgenommenes Bild zeigt die Wechselwirkungen des Planeten WISPIT 2b – eines Gasriesen mit der fünffachen Masse des Jupiter – mit dem umgebenden Gas der protoplanetaren Scheibe.

Protoplanetare Scheiben aus Gas und Staub sind die Geburtsorte von Planeten. Sie entstehen im Laufe der Sternentstehung rund um den jeweiligen jungen Stern. Die Planetenentstehung beginnt damit, dass kosmische Staubteilchen in der Scheibe miteinander verklumpen. In einem ersten Schritt entstehen dabei kieselsteingroße Gebilde, sogenannte Pebbles, die sich im Laufe der Zeit zu größeren Gebilden zusammenfinden, den Planetesimalen mit einer Größe von einigen bis zu hundert Kilometern. Diese Planetesimale wiederum verbinden sich zu soliden, planetengroßen Kugeln. In einem gasreichen Teil der Scheibe sammeln sich um die Kugeln große Mengen Gas: sie werden zu den Kernen von Gasriesen wie Jupiter oder Saturn. Beobachtungsdaten für dieses Entstehungsszenario waren bislang überwiegend indirekter Natur.

Erst seit etwa einem Jahrzehnt sind direktere Einblicke möglich: Im Jahr 2014, direkt als das Millimeter-/Submillimeter-Observatorium ALMA den wissenschaftlichen Beobachtungsbetrieb aufnahm, lieferte es erste Bilder von ringartigen Strukturen in protoplanetaren Scheiben, welche durch die Anwesenheit junger Planeten in der Scheibe verursacht werden dürften. Im Jahr 2018 gelang es Astronominnen und Astronomen unter der Leitung von Miriam Keppler, damals Doktorandin am MPIA, mit dem SPHERE-Instrument am Very Large Telescope (VLT) der ESO das erste bestätigte Bild eines Protoplaneten innerhalb einer protoplanetaren Scheibe aufzunehmen. Es zeigt den Planeten PDS 70b in der Scheibe um den Stern PDS 70. Mit einer Entfernung von nur etwa 370 Lichtjahren von uns ist das PDS-70-System nahe genug, dass vergleichsweise detailreiche Beobachtungen möglich werden. Wechselwirkungen zwischen den Protoplaneten und dem Gas in der Scheibe konnten allerdings bislang nicht nachgewiesen werden. Die Planeten von PDS 70 scheinen ihre unmittelbare Umgebung recht effektiv von Gas "gereinigt" zu haben.

Im August 2025 eröffnete sich dann eine weitere Chance. Da wurde die Entdeckung des Systems WISPIT 2 bekanntgegeben, mit einer weiteren protoplanetaren Scheibe, in der ein Planet deutlich zu erkennen ist. WISPIT 2 ist nach dem Suchprogramm benannt, das zu seiner Entdeckung führte (WIde Separation Planets In Time"). Das System ist 430 Lichtjahre weit von der Erde entfernt. Der erste Planet des Systems, WISPIT 2b, ein Gasriese, wurde parallel mit dem SPHERE-Instrument am VLT der ESO und dem 6,5-m-Magellan-Clay-Teleskop entdeckt. Charakteristisches Licht von angeregtem Wasserstoff (die sogenannte "H-alpha-Linie") zeigt, dass dieser Planet nach wie vor Gas aus seiner Umgebung akkretiert, also immer noch wächst. Die Entdeckung eines zweiten Planeten, WISPIT 2c, wurde im März 2026 auf der Grundlage von Beobachtungen mit den VLT-Instrumenten SPHERE und GRAVITY+ bekannt gegeben. Ein im August 2026 veröffentlichter Fachartikel des MPIA-Doktoranden Cade Bürgy zeigt, dass sich im Zentrum der Scheibe nicht ein einzelner Stern, sondern zwei Sterne in einer sehr engen Umlaufbahn umeinander befinden.

Was die Erstellung aussagekräftiger astronomischer Bilder der Planetenentstehung besonders schwierig macht, ist der winzige Maßstab der beteiligten Strukturen - angesichts der enormen Entfernung von uns. Es gibt zumindest bei Gas- und Staubstrukturen eigentlich nur ein Instrument, das das nötige Auflösungsvermögen besitzt: das ALMA-Observatorium, ein Feld aus 66 Radioteleskopen auf dem Chajnantor-Plateau in den chilenischen Anden. Die ALMA-Antennen lassen sich in einer ganz bestimmten Weise so "zusammenschalten", dass sie so scharf sehen wie ein einziges riesiges Teleskop mit einem Durchmesser von bis zu 16 Kilometern. Nach der Entdeckung von WISPIT 2b lag daher nahe, Gas und Staub in der WISPIT-2-Scheibe mit ALMA genauer unter die Lupe zu nehmen.

Entsprechend richteten sich im September 2025 die ALMA-Antennen auf das WISPIT-2-System. Die damalige Antennenanordnung entsprach dem größten mit ALMA möglichen Auflösungsvermögen. Weitere Beobachtungen folgten November 2025 und März 2026. Das Beobachtungsprogramm waren von einem Team unter der Leitung von Stefano Facchini von der Universität Mailand geplant und vorgeschlagen worden, zu dem auch Benisty gehörte, die Leiterin der Abteilung "Planetenentstehung und Exoplaneten" am MPIA. Facchini, Benisty und weitere Teammitglieder waren bestens vorbereitet: In den vergangenen Jahren hatten sie im Rahmen des Projekts "exoALMA" ihre Fähigkeiten geschult, aus ALMA-Beobachtungen von protoplanetaren Scheiben möglichst viele Informationen zu gewinnen. Benisty war bereits Teil der Forschungsgruppe gewesen, die WISPIT 2b entdeckt hatte.

Leistungsstarkes Observatorium plus ein Team erfahrener Nutzerinnen und Nutzer erwies sich als die richtige Kombination: Den Forschenden gelang es, Bilder des Staubs und des Gases in der protoplanetaren Scheibe aufzunehmen, die so detailreich waren wie nie zuvor. Spannende Ergebnisse gab es insbesondere beim Gas der Scheibe. "Wir sehen deutlich, wie beide Planeten das Gas in ihrer Umgebung beeinflussen", erläutert Benisty, die diesen Teil des Projekts leitete. "WISPIT 2c hat um sich herum eine Art Höhle aus Gas geschaffen, WISPIT 2b eine Lücke im Gas der Scheibe. Um WISPIT 2b herum finden wir genau so eine Art von Gaswirbel, wie ihn Simulationen von Scheibe-Planet-Wechselwirkungen vorhergesagt haben. Beobachtet wurde solch ein Wirbel allerdings nicht – aber jetzt haben wir ein Bild davon!"

Damit ist WISPIT 2b der einzige Protoplanet, bei dem alle Puzzleteile der Planetenentstehung sichtbar gemacht sind: die protoplanetare Scheibe, die Planeten selbst, der Nachweis, dass der Planet noch immer Materie ansammelt, und nun eben das Gas, wie es direkt mit dem Planeten interagiert - Planetenentstehung live. Die Hoffnung dabei: Sind nach diesem ersten Beispiel erst einmal weitere Beobachtungen dieser Art gelungen, könnte sich eine wichtige offene Frage beantworten lassen. Wirbel allein, ohne den direkten Nachweis eines Planeten, wurden nämlich bereits in anderen protoplanetaren Scheiben beobachtet. Allerdings lassen sich solche Wirbel erst einmal nicht eindeutig interpretieren: Deuten sie auf die Anwesenheit eines selbst nicht sichtbaren Planeten hin? Oder sind da doch nur, ganz ohne Planet, turbulente Prozesse in protoplanetaren Scheiben am Werk?

In den jetzt veröffentlichten Beobachtungen sehen wir erstmals beides, Wirbel und Planet. "Hoffentlich helfen Beobachtungen wie diese den Astronomen, in Zukunft Scheibenmerkmale, die auf die Anwesenheit eines Protoplaneten hindeuten, von solchen zu unterscheiden, die auf andere Weise zustandekommen", so Facchini. Über ihre Beobachtungen berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astrophysical Journal Letters erschienen ist.