Die Struktur von Staubscheiben um junge Sterne gibt direkte Aufschlüsse über die Eigenschaften dort kreisender Exoplaneten. Aus ihnen kann unter anderem deren Masse ermittelt werden. Das hat eine Forschungsgruppe herausgefunden und jetzt einen „simplen mathematischen Zusammenhang“ zwischen dem hellsten Ort eines Rings und der Masse des dafür verantwortlichen Himmelskörpers hergestellt. Damit könne man ohne detaillierte Kenntnisse über die Staubscheibe berechnen, welche Masse ein dort entstehender Protoplanet hat, erklärt die britische University of Warwick. Bestätigt hat die Gruppe ihr Modell demnach anhand des besonders gut erforschten Exoplaneten PDS 70. Für weitere haben sie neue Schätzungen zur Masse ermittelt.
Simulierte Darstellung zweier Ringstrukturen, die auf unterschiedliche massereiche Planeten hinweisen
(Bild: University of Warwick)
Als protoplanetare Scheiben werden scheibenförmige Strukturen aus Gas und Staub bezeichnet, die junge Sterne umschließen. Aus kleinen Unregelmäßigkeiten darin können Klumpen von Material entstehen, die dann wachsen und zu Exoplaneten werden. Auch die Geschichte der Erde dürfte so begonnen haben. Weil die entstehenden Himmelskörper sich dabei aber vor allem aus Material bedienen, das auf derselben Umlaufbahn um den Stern kreist, reißen sie damit Lücken in diese Scheiben. Derartige wurden schon öfter entdeckt, die Exoplaneten darin sind aber nur sehr schwer auszumachen – und noch viel schwerer zu vermessen. Das hofft die Gruppe um Amena Faruqi von der University of Warwick nun zu ändern.
Potenzial für viele Entdeckungen
„Indem wir ‚zwischen den Ringen‘ lesen, haben wir nun einen Weg gefunden, die Massen der Planeten zu bestimmen, die diese Ringe bilden“, erklärt die Astronomin. Das gelte auch für Himmelskörper, die zu lichtschwach oder zu tief im System eingebettet seien, um direkt beobachtbar zu sein. Grundlegend dafür waren demnach Computersimulationen, mit denen das Team modelliert hat, wie Planeten unterschiedlicher Masse die Staubscheiben in ihrer Umgebung beeinflussen. Bei dem Exoplaneten PDS 70 sei mit der Methode ein Wert für die Masse herausgekommen, der sehr gut zu den bisherigen Schätzungen gepasst habe. Für fünf weitere Staubscheiben hat das Team neue Massenschätzungen ermittelt.
Die neue Methode könnte jetzt auch dazu beitragen, dass Exoplaneten in Staubscheiben bestätigt werden, deren Existenz bisher nur vermutet werden konnte, schreibt das Team. Auch vollkommen neue Exoplaneten könnten sich damit auffinden lassen. Ferner meint die Gruppe noch, dass ihre Arbeit auch Aufschluss über Prozesse geben könnte, die einst bei der Entstehung der Erde und der restlichen Planeten im Sonnensystem eine Rolle gespielt haben. Für die Astronomie komme ihre Entdeckung genau zu einer Zeit, in der etwa der Radioteleskopverbund ALMA immer detailliertere Bilder von protoplanetaren Staubscheiben liefert. Die könnten damit viel besser ausgewertet werden. Die Forschungsarbeit wurde im Fachmagazin The Astrophysical Journal veröffentlicht.
(mho)
English (US) ·