Astronomie: Forscher beobachten Geburt eines Exoplaneten

Astronomen aus Heidelberg ist eine wichtige Entdeckung gelungen: Sie haben einen jungen Stern gefunden, in dessen Umlaufbahn sich gerade ein Exoplanet bildet. An diesem Beispiel wollen sie prüfen, ob die bisherigen Modelle zur Entstehung von Planeten stimmen.

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Nah-Infrarot-Aufnahme von PDS 70 b: Der Planet sammelt Materie auf.
Nah-Infrarot-Aufnahme von PDS 70 b: Der Planet sammelt Materie auf. (Bild: A. Müller/MPIA/ESO)

Wie entsteht ein Planet? Es gibt darüber zwar Theorien und Modelle. Aber den Entstehungsprozess hat bisher noch niemand untersuchen können. Das ist Forschern aus Heidelberg gelungen: Sie haben einen Exoplaneten entdeckt, der gerade entsteht.

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Der Exoplanet PDS 70 b ist ein riesiger Gasplanet mit mehreren Jupitermassen und einer Temperatur von etwa 1.200 Kelvin, etwa 930 Grad Celsius. Er kreist um den Stern PDS 70 und benötigt für eine Umrundung etwa 120 Erdenjahre. Der Abstand zwischen Planet und Stern beträgt etwa 22 Astronomische Ein­hei­ten (AE), das entspricht der 22fachen Entfernung der Erde zur Sonne.

PDS 70 gehört zu der Klasse der T-Tauri-Sterne und ist erst 5,4 Millionen Jahre alt. Sein Planet ist noch jünger und wächst wahrscheinlich noch. Der Stern ist umgeben von einer 130 AE breiten, protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub. Zum Vergleich: Der Kuipergürtel, der den äußeren Rand des Sonnensystems bildet, ist etwa 50 AE von der Sonne entfernt. PDS 70 ist etwa 370 Lichtjahre weit von der Erde weg.

  • Nah-Infrarot-Aufnahme der protoplanetaren Scheibe des Sterns PDS 70. Der Exoplanet PDS 70 b ist der helle Fleck am inneren Rand der Lücke (dunkler Bereich). (Bild: A. Müller/ESO/MPIA)
Nah-Infrarot-Aufnahme der protoplanetaren Scheibe des Sterns PDS 70. Der Exoplanet PDS 70 b ist der helle Fleck am inneren Rand der Lücke (dunkler Bereich). (Bild: A. Müller/ESO/MPIA)

Entdeckt wurde das System von Forschern des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) zusammen mit dem Sphere-Konsortium. Sphere, eine Abkürzung für Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, ist eines der Instrumente des Very Large Telescope (VLT), das die Europäische Südsternwarte (ESO) in der Atacamawüste im Norden Chiles betreibt.

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Die Forscher haben ein Bild aufgenommen, das den Exoplaneten in der zirkumstellaren Scheibe zeigt. Diese Scheiben bestehen aus Material, das nach der Entstehung des Sterns übrig geblieben ist. In der Scheibe ist in der Nähe des Planeten eine Lücke. Die Forscher vermuten, dass sie dadurch entstanden ist, dass ein junger Planet auf seiner Umlaufbahn um das Zentralgestirn Ma­te­rie aufsammelt.

PDS 70 b bietet damit eine sehr gute Gelegenheit, die Entstehung eines Planeten zu untersuchen sowie die entsprechenden Modelle zu überprüfen. "Wir haben uns für unsere Untersuchung mit PDS 70 einen Stern ausgesucht, bei dem man bereits vermutete, dass dort ein junger Planet seine Kreise ziehen könnte", sagt Miriam Keppler. Sie ist Doktorandin am MPIA und Erstautorin des Artikels, in dem die Entdeckung beschrieben wird.

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