Astronomen beginnen, spiralförmige Strukturen bei der Bildung von Sonnensystemen zu finden, was früher theoretisch vorausgesagt wurde.
Ausladende Spiralarme in der protoplanetaren Scheibe um den jungen Stern Elias 2-27. Bild über B. Saxton (NRAO / AUI / NSF); ALMA (ESO / NAOJ / NRAO).
1920 führten zwei berühmte Astronomen die so genannte "Große Debatte" durch. Zu dieser Zeit wurden Spiralgalaxien als Spiralnebel bezeichnet, und niemand wusste, ob sie relativ nahe oder außerordentlich weit entfernt waren. Während der Debatte 1920 argumentierte Heber D. Curtis, dass die Spiralnebel sehr weit entfernte, riesige Galaxien wie unsere Milchstraße seien, die aus Sternen bestehen. Harlow Shapley argumentierte, dass unser Universum nur eine Galaxie hatte - unsere Milchstraße - und dass die Spiralnebel In der Nähe befanden sich Gaswolken, die vielleicht Sonnensysteme bildeten. Im Laufe der Jahrzehnte wurde Curtis als korrekt angesehen. Es stellte sich heraus, dass es sich bei den Spiralnebeln nicht um nahegelegene Sonnensysteme handelt, sondern um ferne Galaxien mit eigenen Milliarden von Sternen. Aber die Natur liebt Spiralen. Und jetzt beginnen Astronomen, spiralförmige Strukturen bei der Bildung von Sonnensystemen zu finden.
Die astronomische Theorie legt nahe, dass dies eintreten sollte, aber die Evolutionsphase muss kurz und schwer zu fassen sein. Jetzt hat das leistungsstarke Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), das erst im März 2013 offiziell online ging, eine Spiralstruktur um den jungen Stern Elias 2-27 direkt beobachtet. Dies ist die erste Beobachtung dieser Art.
Die geschwungenen Spiralarme, die den Zentralstern umgeben, erinnern an eine Spiralgalaxie, sind aber viel kleiner.
Der junge Stern Elias 2-27 liegt im Ophiuchus-Sternenkomplex. Bild über L. Pérez (MPIfR), B. Saxton (NRAO / AUI / NSF), ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NASA / JPL Caltech / WISE-Team.
Elias 2-27 befindet sich ungefähr 450 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbildes Ophiuchus der Schlangenträger. Es ist in dem, was Astronomen den Ophiuchus-Sternenkomplex nennen, eine Region des Raums, in der sich viele neue Sterne bilden, und eine der Regionen, die unserer Sonne am nächsten liegen.
Der Stern Elias 2-27 enthält nur etwa die Hälfte der Masse unserer Sonne, hat aber eine ungewöhnlich massive protoplanetarische Scheibe. Der Stern ist sehr jung, im Gegensatz zu viereinhalb Jahren nur eine Million Jahre alt Milliarde Jahre für unsere Sonne. Es befindet sich immer noch in der riesigen Molekülwolke in dem Raum, in dem es sich bildet, und verbirgt sie vor der Sicht, die von optischen Teleskopen aus gesehen wird. ALMA kann bei Wellenlängen sehen, die diesen Stern und seine ungewöhnliche Struktur sichtbar machen.
Nach der Theorie sollte eine Spiralstruktur bei der Bildung von Sonnensystemen aufgrund desselben physikalischen Prozesses auftreten, der unserer Milchstraßengalaxie ihre Spiralarme verleiht. Das heißt, sie sind das Produkt von sogenannten Dichtewellen - in diesem Fall Gravitationsstörungen in den Scheiben, die junge Sterne umgeben. In einer Erklärung des National Radio Astronomy Observatory hieß es:
Früher bemerkten Astronomen zwingende Spiralmerkmale auf den Oberflächen protoplanetarer Scheiben, aber es war unbekannt, ob dieselben Spiralmuster auch tief in der Scheibe auftauchten, wo die Planetenbildung stattfindet.
Zum ersten Mal war ALMA in der Lage, tief in die Mitte einer Scheibe zu blicken und die klare Signatur von Wellen mit spiralförmiger Dichte zu entdecken.
In der Nähe des Sterns fand ALMA eine vertraute, abgeflachte Staubscheibe, die sich über die Umlaufbahn von Neptun in unserem eigenen Sonnensystem hinaus erstreckt.
Darüber hinaus entdeckte ALMA ein schmales Band mit deutlich weniger Staub, was auf einen Planeten in Formation hindeuten könnte.
Aus dem äußeren Rand dieser Lücke springen zwei weitläufige Spiralarme, die sich mehr als 10 Milliarden Kilometer von ihrem Wirtsstern entfernt erstrecken.