Kandidat Protoplanet entdeckt in seinem Stern Leib.
Ein internationales Team unter der Leitung von Sascha Quanz (ETH Zürich, Schweiz) hat die Scheibe aus Gas und Staub untersucht, die den jungen Stern HD 100546 umgibt, einen relativ nahen Nachbarn, der sich 335 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Sie waren überrascht, einen Planeten zu finden, der sich im Entstehungsprozess befindet und der immer noch in die Materialscheibe um den jungen Stern eingebettet ist. Der Planetenkandidat wäre ein Gasriese, ähnlich wie Jupiter.
Künstlerische Darstellung eines Gasriesenplaneten in der Scheibe um den jungen Stern HD 100546
„Bisher war die Planetenbildung hauptsächlich ein Thema, mit dem sich Computersimulationen befassen“, sagt Sascha Quanz. "Wenn unsere Entdeckung tatsächlich ein sich bildender Planet ist, werden Wissenschaftler zum ersten Mal in der Lage sein, den Planetenbildungsprozess und die Wechselwirkung eines sich bildenden Planeten und seiner natürlichen Umgebung in einem sehr frühen Stadium empirisch zu untersuchen."
HD 100546 ist ein gut untersuchtes Objekt, und es wurde bereits vermutet, dass ein riesiger Planet etwa sechsmal weiter vom Stern entfernt ist als die Erde von der Sonne. Der neu gefundene Planetenkandidat befindet sich etwa zehnmal weiter außen im System.
Der Planetenkandidat um HD 100546 wurde als schwacher Fleck in der zirkumstellaren Scheibe entdeckt, der dank des NACO-Instruments für adaptive Optik auf dem ESO-VLT in Kombination mit bahnbrechenden Datenanalysetechniken sichtbar wurde. Die Beobachtungen wurden unter Verwendung eines speziellen Koronagraphen in NACO gemacht, der bei Wellenlängen im nahen Infrarot arbeitet und das brillante Licht, das vom Stern am Ort des Protoplanetenkandidaten kommt, unterdrückt.
VLT- und Hubble-Bilder des Protoplaneten-Systems HD 100546
Nach heutiger Theorie wachsen Riesenplaneten, indem sie einen Teil des Gases und des Staubes einfangen, der nach der Bildung eines Sterns verbleibt. Die Astronomen haben im neuen Image der Scheibe um HD100546 verschiedene Merkmale entdeckt, die diese Protoplanetenhypothese unterstützen. Strukturen in der staubigen zirkumstellaren Scheibe, die durch Wechselwirkungen zwischen dem Planeten und der Scheibe verursacht werden könnten, wurden in der Nähe des detektierten Protoplaneten entdeckt. Es gibt auch Hinweise darauf, dass sich die Umgebung des Protoplaneten durch den Formationsprozess möglicherweise erwärmt.
Adam Amara, ein weiteres Mitglied des Teams, ist von dem Ergebnis begeistert. „Die Exoplanetenforschung ist eine der aufregendsten neuen Grenzen in der Astronomie, und die direkte Abbildung von Planeten ist immer noch ein neues Gebiet, das in hohem Maße von den jüngsten Verbesserungen bei Instrumenten und Datenanalysemethoden profitiert. In dieser Studie verwendeten wir Datenanalysetechniken, die für die kosmologische Forschung entwickelt wurden, und zeigten, dass die gegenseitige Befruchtung von Ideen zwischen Feldern zu außergewöhnlichen Fortschritten führen kann. “
VLT-Aufnahme des Protoplaneten um den jungen Stern HD 100546
Obwohl der Protoplanet die wahrscheinlichste Erklärung für die Beobachtungen darstellt, erfordern die Ergebnisse dieser Studie nachfolgende Beobachtungen, um die Existenz des Planeten zu bestätigen und andere plausible Szenarien zu verwerfen. Unter anderem ist es möglich, obwohl unwahrscheinlich, dass das erfasste Signal von einer Hintergrundquelle stammt. Es ist auch möglich, dass es sich bei dem neu entdeckten Objekt nicht um einen Protoplaneten handelt, sondern um einen vollständig ausgebildeten Planeten, der näher am Stern aus seiner ursprünglichen Umlaufbahn ausgestoßen wurde. Wenn bestätigt wird, dass es sich bei dem neuen Objekt um HD 100546 um einen sich bildenden Planeten handelt, der in seine Stammscheibe aus Gas und Staub eingebettet ist, wird es zu einem einzigartigen Labor, in dem der Entstehungsprozess eines neuen Planetensystems untersucht werden kann.
NASA / ESA Hubble Space Telescope-Ansicht der Staubscheibe um den jungen Stern HD 100546
Anmerkungen
Der Protoplanetenkandidat kreist ungefähr 70 Mal weiter von seinem Stern entfernt als die Erde von der Sonne. Diese Entfernung ist vergleichbar mit der Größe der Umlaufbahnen von Zwergplaneten des äußeren Sonnensystems wie Eris und Makemake. Dieser Ort ist umstritten, da er nicht gut zu aktuellen Theorien der Planetenbildung passt. Derzeit ist unklar, ob der neu entdeckte Planetenkandidat die ganze Zeit seit seiner Gründung in seiner jetzigen Position war oder ob er aus den inneren Regionen ausgewandert sein könnte.
Das Team nutzte eine spezielle Funktion, die als apodisierte Phasenplatte bezeichnet wird und den Kontrast des Bildes in der Nähe des Sterns erhöht.
Um die Planetenbildung zu untersuchen, können Astronomen nicht auf das Sonnensystem blicken, da alle Planeten in unserer Nachbarschaft vor mehr als vier Milliarden Jahren entstanden sind. Viele Jahre lang wurden Theorien über die Planetenbildung stark von dem beeinflusst, was Astronomen in unserer lokalen Umgebung sehen konnten, da keine anderen Planeten bekannt waren. Seit 1995, als der erste Exoplanet um einen sonnenähnlichen Stern entdeckt wurde, wurden mehrere hundert Planetensysteme gefunden, die Wissenschaftlern, die die Planetenbildung untersuchen, neue Möglichkeiten eröffnen. Bisher ist jedoch noch keiner im Entstehungsprozess „auf frischer Tat ertappt“ worden, während er noch in die Materialscheibe um seinen jungen Elternstar eingebettet war.
Über ESO