Astronomen sehen einen Babyplaneten wachsen

Sie haben zum ersten Mal bestätigt, dass dieser neu gebildete Planet - mit der Bezeichnung PDS 70b - immer noch Material aus dem Staub und Gas um seinen Stern sammelt. Sie beobachten buchstäblich, wie sich diese neue Welt entwickelt und wächst.

Das aktuelle Bild des jungen Sterns PDS 70 von SPHERE, einem Instrument zur Planetenjagd auf dem Very Large Telescope der ESO. Der sich neu bildende Babyplanet - mit PDS 70b bezeichnet - kann als der helle Fleck in der Lücke in der umgebenden Staub- und Gasscheibe gesehen werden. Bild über ESO / A. Müller et al. / AASnova.

Zum ersten Mal haben Astronomen a Baby-Planet im Prozess des Wachstums. Dies ist nicht nur ein sich neu entwickelnder Planet, der sich in einer Lücke in einer Sternscheibe aus ursprünglichem Staub und Gas befindet. Das ist schon mal gemacht worden. Dies ist ein direkter Beweis dafür, dass ein solcher Planet ist sammelt noch Material von der umgebenden Scheibe des Sterns entfernt und somit größer wird. Die Ergebnisse wurden gerade in einem neuen, von Fachleuten geprüften Artikel in veröffentlicht Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe.

Solche jungen Welten wurden schon früher gefunden, aber jetzt können Wissenschaftler bestätigen, dass diese eine Gasriesenwelt namens PDS 70b Material von der zirkumstellaren Scheibe, in der sie sich befindet, aktiv ansammelt.

Im vergangenen Monat gaben Astronomen bekannt, dass PDS 70b der erste neu gebildete Planet ist, der jemals direkt abgebildet wurde. Der Planet umkreist den relativ jungen, 10 Millionen Jahre alten orangen Zwergstern PDS 70. Dieser Stern und sein Planet sind 370 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Planet ist in einer Lücke in der zirkumstellaren Scheibe des Sterns zu sehen.

Solche Lücken sind in den letzten Jahren häufig aufgetreten. Sie sind ein direkter Beweis dafür, dass die Theorien der Astronomen über die Stern- und Planetenbildung richtig sind und dass sich Material in einer Staub- und Gasscheibe, die einen Stern umgibt, zu Planeten formiert und eine Lücke oder Lücken in der Scheibe als Planeten zurücklässt. Eigene Gravitäten fegen felsige Trümmer auf.

Aber es war zumindest bis vor kurzem schwierig, die sich tatsächlich bildenden Planeten selbst zu sehen. Laut Miriam Keppler, die das Team hinter der Entdeckung von PDS 70b geführt hat:

Diese Scheiben um junge Sterne sind die Geburtsorte von Planeten, aber bisher haben nur wenige Beobachtungen Hinweise auf Babyplaneten in ihnen entdeckt. Das Problem ist, dass bis jetzt die meisten dieser Planetenkandidaten nur Merkmale in der Scheibe gewesen sein könnten.

Neue MagAO-Ha-Beobachtungen von PDS 70 zeigen den Planeten als helle Quelle innerhalb der zirkumstellaren Scheibe (oberes Feld). Die untere Tafel ist ein schematisches Falschfarbendiagramm der PDS 70, zusammengesetzt aus dem Ha-Bild des Planeten (rot) und dem Infrarotbild (blau) der thermischen Emission des Planeten und des von der Scheibe gestreuten Sternenlichts. Bild über Wagner et al.

Weitwinkelaufnahme der ESO mit dem Stern PDS 70. Aufnahme über ESO / Digitized Sky Survey 2 / Davide De Martin.

Wie André Müller, Leiter des zweiten Teams, das den jungen Planeten erforschte, ebenfalls feststellte:

Keplers Ergebnisse geben uns einen neuen Einblick in die komplexen und wenig verstandenen frühen Stadien der planetaren Evolution. Wir mussten einen Planeten in der Scheibe eines jungen Sterns beobachten, um die Prozesse hinter der Planetenbildung wirklich zu verstehen.

PDS 70b, auch als Baby-Planetist größer als der größte Planet unseres Sonnensystems, Jupiter.Es hat eine Oberflächentemperatur von ca. 1.000 Grad Celsius und es wird vermutet, dass die Atmosphäre stark bewölkt ist.

Wie haben Astronomen also festgestellt, dass die PDS 70b tatsächlich Material anreichert und größer wird? Das Team unter der Leitung von Kevin Wagner von der University of Arizona, dem Amherst College, NExSS und Earths in Other Solar Systems verwendete das adaptive Optiksystem des 6,5-m-Magellan-Tonteleskops in Chile, um das PDS 70-System in Ha (656 nm) abzubilden ) und andere nahegelegene Kontinuumswellenlängen. Wenn sie eine Ha-Emission am Ort des Planeten finden würden, wäre dies ein Hinweis auf schockiertes, heißes Wasserstoffgas - ein Hinweis darauf, dass der Planet immer noch Material anreichert. Und das taten sie mit Sicherheit in zwei aufeinanderfolgenden Nächten im vergangenen Mai - und dies war ein Signal, das mit einer Wahrscheinlichkeit von weniger als 0,1 Prozent falsch positiv ist.

ALMA-Aufnahme der zirkumstellaren Scheibe, die den Stern HL Tauri umgibt. Lücken in der Scheibe sind Regionen, die durch die Entwicklung von Planeten von Trümmern befreit wurden. Bild über ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.

Messungen von PDS 70b ergaben, dass es mit einer Geschwindigkeit von 10 ^ -8 ± 1 Jupitermassen pro Jahr wächst; Es wird geschätzt, dass PDS 70b in seiner jüngeren Phase wahrscheinlich eine viel höhere Massezuwachsrate aufwies und bereits mehr als 90 Prozent seiner endgültigen Masse erreicht hat. Mit anderen Worten, der Planet ist derzeit zu etwa 90 Prozent fertig gewachsen.

Fazit: PDS 70b ist der erste neu gebildete Planet, von dem Astronomen bestätigen, dass er Material von der zirkumstellaren Scheibe, die seinen Stern umgibt, aktiv anreichert. Diese Entdeckung liefert wertvolle Einblicke in die Entstehung und Entwicklung von Planeten in anderen Sonnensystemen.