Ein internationales Forscherteam hat einen neuen Planeten entdeckt, der so jung ist, dass er noch nicht aus dem Schoß der Materie hervorgegangen ist, wo er sich bildet. Dies ist der jüngste bisher entdeckte Protoplanet. Seine Lage und die umgebenden Materiemuster deuten darauf hin, dass eine alternative Methode der Planetenbildung am Werk sein könnte. Diese Entdeckung könnte helfen, die Geschichte und Merkmale von extrasolaren Planeten zu erklären, die um andere Sterne herum zu sehen sind.
Im Standardmodell der Planetenentstehung beginnt ein großer jupiterähnlicher Gasplanet als felsiger Kern in einer protoplanetaren Scheibe um einen jungen Stern. Dieser Kern sammelt dann Gas aus der Scheibe und wächst zu einem riesigen Planeten heran. Während dieses Modell für die Planeten im Sonnensystem gut funktioniert, hat es Schwierigkeiten, Exoplaneten zu erklären, die um andere Sterne in Entfernungen entdeckt wurden, die viel größer sind als die Umlaufbahn von Neptun, dem äußersten Planeten des Sonnensystems.
Es wird nicht erwartet, dass sich felsige Kerne weit entfernt vom Zentralstern bilden, daher kann die Kernakkretion die Bildung entfernter Planeten nicht vorantreiben. Eine Theorie besagt, dass sich in der Nähe des Zentralsterns Außenplaneten bilden und sich nach außen bewegen. Aber neue Beobachtungen mit einem extrem adaptiven Optiksystem, das es dem Subaru-Teleskop ermöglicht, schwache Objekte in der Nähe hellerer Sterne direkt abzubilden, zeigen, was ein Protoplanet zu sein scheint, der sich direkt in einer Entfernung von 93 AE bildet: über die dreifache Entfernung zwischen den Sonne und Neptun.
Die Analyse dieses Objekts namens AB Aur b zeigt, dass ein einfaches Modell des Sternenlichts, das von einer Anomalie in der Scheibe reflektiert wird, die Beobachtungen nicht reproduzieren kann; aber auch kein Modell eines nackten Planeten. Die am besten angepassten Modelle zeigen, dass AB Aur b ein Protoplanet ist, der so jung ist, dass er sich noch in einem Schoß aus Materie in der protoplanetaren Scheibe bildet. Nahe gelegene Spiralstrukturen in der Scheibe entsprechen Modellen, bei denen sich ein Planet direkt aus dem Gravitationskollaps der umgebenden Materie bildet. Diese Entdeckung hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Erklärung der vielen beobachteten abgelegenen Exoplaneten und des gesamten theoretischen Modells der Planetenentstehung.
„Diese Studie wirft ein neues Licht auf unser Verständnis der verschiedenen Arten der Planetenbildung“, sagt Thayne Currie, Hauptautorin der Entdeckungsarbeit.
Diese Ergebnisse erschienen in Naturastronomie.
Das 8,2-Meter-Subaru-Teleskop befindet sich in der Nähe des Gipfels des Maunakea auf Hawaii, einem inaktiven Vulkan, der für seine unübertroffenen Qualitäten als Astronomiestandort und seine tiefe persönliche und kulturelle Bedeutung für viele einheimische Hawaiianer bekannt ist.
Thayne Currie, Bilder der eingebetteten Jupiter-Planetenbildung in einem weiten Abstand um AB Aurigae, Naturastronomie (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01634-x. www.nature.com/articles/s41550-022-01634-x
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