ALMA spürt erstmals riesige mondbildende Scheibe um Exoplaneten auf

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Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen eine Scheibe um einen 400 Lichtjahre entfernten Jupiter-ähnlichen Exoplaneten entdeckt, die das Rohmaterial für bis zu drei Satelliten von der Größe des Erdmondes liefern könnte.

„Unsere Arbeit ist ein eindeutiger Nachweis einer Scheibe, in der sich Satelliten bilden könnten“, sagt Teamleiterin Myriam Benisty, Forscherin an der Universität Grenoble, Frankreich, und an der Universität von Chile. „Unsere ALMA-Beobachtungen wurden mit einer so exquisiten Auflösung gewonnen, dass wir klar erkennen konnten, dass die Scheibe mit dem Planeten assoziiert ist, und wir sind in der Lage, ihre Größe zum ersten Mal einzugrenzen.“

Die betreffende zirkumplanetare Scheibe umgibt einen Exoplaneten mit der Bezeichnung PDS 70c, einen von zwei bekannten Planeten der Jupiterklasse in diesem System. In früheren Beobachtungen gab es Hinweise auf eine mondbildende Scheibe um PDS 70c, aber es war alles andere als sicher.

Die neuen ALMA-Beobachtungen bestätigen seine Anwesenheit und zeigen, dass er einen Durchmesser ähnlich dem Abstand zwischen Erde und Sonne oder einer Astronomischen Einheit hat, während das PDS 70-System als Ganzes etwa 170 Astronomische Einheiten groß ist. Zum Vergleich: Der Durchmesser unseres Sonnensystems bis zur Umlaufbahn des Pluto beträgt etwa 80 Astronomische Einheiten.

Es wird angenommen, dass sich Planeten in staubigen Materialscheiben um junge Sterne bilden. Während die Planeten Material anziehen und wachsen, können sie ihre eigenen zirkumplanetaren Scheiben bekommen, die dabei helfen, die Menge des einfallenden Materials zu regulieren und gleichzeitig Material für die Bildung von Monden bereitstellen.

Interessanterweise scheint der andere bekannte Planet im PDS 70-System, PDS 70b, keine Scheibe zu haben, was darauf hindeutet, dass er wahrscheinlich durch PDS 70c von überschüssigem Staub in seiner Geburtsumgebung ausgehungert wurde.

„Mehr als 4.000 Exoplaneten wurden (bisher) gefunden, aber alle von ihnen wurden in reifen Systemen entdeckt“, sagt Miriam Keppler, Forscherin am Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland und Mitautorin eines Artikels in The Astrophysical Journal Letters.

„PDS 70b und PDS 70c, die ein System bilden, das an das Jupiter-Saturn-Paar erinnert, sind die einzigen beiden bisher entdeckten Exoplaneten, die sich noch im Entstehungsprozess befinden“, sagte sie. „Dieses System bietet uns daher eine einzigartige Möglichkeit, die Prozesse der Planeten- und Satellitenbildung zu beobachten und zu studieren.“

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