Bildnachweis: NASA / JPL
Im Juni gaben Forscher der Universität von Rochester bekannt, dass sie einen potenziellen Planeten um einen anderen Stern herum lokalisiert hatten, der so jung war, dass er den Erklärungen der Theoretiker widersprach. Jetzt stützt ein neues Team von Rochester-Planetenbildungsspezialisten die ursprünglichen Schlussfolgerungen und bestätigt, dass das in der staubigen Scheibe des Sterns gebildete Loch durchaus von einem neuen Planeten hätte gebildet werden können. Die Ergebnisse haben Auswirkungen darauf, Einblicke in die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems zu gewinnen und andere möglicherweise bewohnbare Planetensysteme in unserer gesamten Galaxie zu finden.
"Die Daten deuten darauf hin, dass es da draußen einen jungen Planeten gibt, aber bis jetzt ergab keine unserer Theorien Sinn mit den Daten für einen so jungen Planeten", sagt Adam Frank, Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Rochester. "Einerseits ist es frustrierend; Andererseits ist es sehr cool, weil Mutter Natur uns gerade den Planeten übergeben hat und wir herausfinden müssen, wie er geschaffen worden sein muss. "
Interessanterweise haben Frank, Alice Quillen, Eric Blackman und Peggy Varniere anhand der Daten des Originalteams herausgefunden, dass der Planet wahrscheinlich kleiner ist als die meisten bisher entdeckten außersolaren Planeten - etwa so groß wie Neptun. Die Daten deuten auch darauf hin, dass dieser Planet ungefähr so weit von seinem Mutterstern entfernt ist wie unser eigener Neptun von der Sonne. Die meisten bisher entdeckten außersolaren Planeten sind viel größer und kreisen extrem nahe an ihrem Mutterstern.
Das ursprüngliche Rochester-Team unter der Leitung von Dan Watson, Professor für Physik und Astronomie, entdeckte mit dem neuen Spitzer-Weltraumteleskop der NASA eine Staublücke um einen jungen Stern. Die kritischen Infrarot-Augen des Infrarot-Teleskops wurden teilweise von den Physik- und Astronomieprofessoren Judith Pipher, William Forrest und Watson entworfen, einem Team, das weltweit führend bei der Öffnung des Infrarotfensters für das Universum war. Es waren Forrest und Pipher, die als erste US-Astronomen ein Infrarot-Array in Richtung Himmel drehten: 1983 montierten sie einen Prototyp eines Infrarotdetektors auf dem Teleskop der Universität in dem kleinen Observatorium auf dem Wilmot-Gebäude auf dem Campus und nahmen das erste. jemals teleskopische Bilder des Mondes im Infrarot, ein Wellenlängenbereich des Lichts, der sowohl für das bloße Auge als auch für die meisten Teleskope unsichtbar ist.
Die entdeckte Lücke signalisierte stark die Anwesenheit eines Planeten. Der Staub in der Scheibe ist in der Mitte in der Nähe des Sterns heißer und strahlt daher den größten Teil seines Lichts bei kürzeren Wellenlängen ab als die kühleren Außenbereiche der Scheibe. Das Forscherteam stellte fest, dass bei allen kurzen Infrarotwellenlängen ein plötzlicher Mangel an Licht auftrat, was stark darauf hindeutet, dass der zentrale Teil der Scheibe nicht vorhanden war. Wissenschaftler kennen nur ein Phänomen, das während der kurzen Lebensdauer des Sterns ein so ausgeprägtes „Loch“ in der Scheibe tunneln kann - einen Planeten, der mindestens 100.000 Jahre alt ist.
Diese Möglichkeit eines Planeten in der Größenordnung von nur 100.000 bis einer halben Million Jahren wurde von vielen Astronomen mit Skepsis aufgenommen, da keines der führenden Planetenbildungsmodelle einen Planeten dieses Zeitalters zuzulassen schien. Zwei Modelle repräsentieren die führenden Theorien der Planetenbildung: Kernakkretion und Gravitationsinstabilität. Die Kernakkretion legt nahe, dass der Staub, aus dem sich Stern und System bilden, zu Granulat zusammenklumpt und dieses Granulat zu Gesteinen, Asteroiden und Planetoiden verklumpt, bis sich ganze Planeten bilden. Die Theorie besagt jedoch, dass es ungefähr 10 Millionen Jahre dauern sollte, bis sich ein Planet auf diese Weise entwickelt - viel zu lange, um den von Watson gefundenen, eine halbe Million Jahre alten Planeten zu erklären.
Umgekehrt legt die andere führende Theorie der Planetenbildung, die Gravitationsinstabilität, nahe, dass sich ganze Planeten im Wesentlichen auf einen Schlag bilden könnten, wenn die ursprüngliche Gaswolke durch ihre eigene Schwerkraft zusammengezogen wird und zu einem Planeten wird. Obwohl dieses Modell darauf hindeutet, dass die Planetenbildung in der Größenordnung von Jahrhunderten viel schneller erfolgen könnte, scheint die Dichte der den Stern umgebenden Staubscheibe zu gering zu sein, um dieses Modell zu unterstützen.
"Auch wenn es nicht zu beiden Modellen passt, haben wir die Zahlen geknackt und gezeigt, dass dieses Loch in dieser Staubscheibe tatsächlich von einem Planeten gebildet worden sein könnte", sagt Frank. „Jetzt müssen wir uns unsere Modelle ansehen und herausfinden, wie dieser Planet dorthin gekommen ist. Am Ende hoffen wir, dass wir ein neues Modell und ein neues Verständnis dafür haben, wie Planeten entstehen. “
Diese Forschung wurde von der National Science Foundation finanziert.
Originalquelle: Pressemitteilung der University of Rochester
