Eine so ausgedehnte Scheibe, dass sie vierzig Sonnensysteme wie unseres aufnehmen könnte: Diese kolossale Struktur wurde von Astronomen entdeckt, die eine Planetenwiege um einen jungen Stern beobachteten – eine Umgebung, die deutlich turbulenter und ungeordneter ist, als sich Wissenschaftler vorgestellt hatten.
Die Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops zeigen diese riesige Formation namens IRAS 23077+6707 zum ersten Mal im sichtbaren Licht. Ihre Breite erreicht fast 400 Milliarden Kilometer, eine Größe, die sie weit vor allen bekannten ähnlichen Scheiben platziert. Diese außergewöhnliche Ausdehnung verdeckt sogar den Zentralstern, der entweder allein stehen oder ein enges Paar bilden könnte. Das gesamte Gebilde erinnert an ein kosmisches Sandwich mit einem dunklen Band, das von hellen Schichten aus Gas und Staub umgeben ist.
Was die Forscher besonders fasziniert, ist die ausgeprägte Asymmetrie der Scheibe. Auf einer Seite erheben sich lange Filamente hoch über die Ebene, während die andere Seite einen scharfen Rand ohne diese Strukturen aufweist. Diese unausgeglichene Anordnung zeigt, dass externe Prozesse, wie kürzliche Materiezufuhr oder Wechselwirkungen mit der Umgebung, diese Planetenwiege aktiv formen.
Die größte jemals abgebildete protoplanetare Scheibe, beobachtet von Hubble. Sie erstreckt sich über eine Entfernung, die dem 40-fachen Durchmesser unseres Sonnensystems entspricht.
Bildnachweis: NASA, ESA, STScI, Kristina Monsch (CfA) ; Bildbearbeitung: Joseph DePasquale (STScI) Die Masse der Scheibe wird auf das Zehn- bis Dreißigfache der Jupitermasse geschätzt, was genügend Material für die Entstehung mehrerer Gasriesen bietet. Das macht sie zu einem vergrößerten Analogon unseres jungen Sonnensystems und bietet eine einzigartige Gelegenheit, die Geburt von Welten in einer massereichen Umgebung zu studieren.
Das Team unter der Leitung von Kristina Monsch hat diese Daten im
The Astrophysical Journal veröffentlicht. Es weist darauf hin, dass die Präzision der Hubble-Bilder es ermöglicht, Details zu erkennen, die selten sichtbar sind. Der amüsante Spitzname 'Chivito de Dracula' vermischt die Herkunft der Forscher und erinnert sowohl an Transsilvanien als auch an ein uruguayisches Sandwich.
Protoplanetare Scheiben, Wiegen der Welten
Um junge Sterne herum drehen sich langsam Scheiben aus Gas und Staub. Diese Strukturen, genannt protoplanetare Scheiben, sind die Orte, an denen Planeten entstehen. Sie bilden sich aus der ursprünglichen Wolke, die den Zentralstern hervorgebracht hat, und ihre Zusammensetzung spiegelt die dieser Urwolke wider.
Im Laufe der Zeit verklumpen die Staubpartikel zu Geröll und dann zu Planetesimalen. Diese kleinen Körper kollidieren und sammeln sich allmählich unter dem Einfluss der Schwerkraft an. Dieser Prozess kann mehrere Millionen Jahre dauern und führt zur Bildung von Gesteinsplaneten wie der Erde oder von Kernen für Gasriesen.
Die Größe und Masse dieser Scheiben unterscheidet sich enorm. Einige, wie die von Hubble beobachtete, sind immens und sehr massereich, was darauf hindeutet, dass sie sehr ausgedehnte Planetensysteme hervorbringen könnten. Andere sind bescheidener, ähnlich dem, was wahrscheinlich unser eigenes Sonnensystem in seiner Jugend war.
Die Untersuchung dieser Scheiben ermöglicht es, die Etappen der Planetenentstehung nachzuvollziehen.
Die Entstehung von Gasriesen
Gasriesen wie Jupiter oder Saturn entstehen anders als Gesteinswelten. Ihre Bildung beginnt mit der Anlagerung eines festen Kerns aus Eis und Gestein in der protoplanetaren Scheibe. Sobald dieser Kern massiv genug ist, zieht er durch seine Schwerkraft das umgebende Gas an.
Dieser Prozess erfordert spezifische Bedingungen. Die Scheibe muss genügend Gas enthalten und kalt genug sein, damit flüchtige Elemente kondensieren. Das Vorhandensein von Gasriesen in einem System beeinflusst auch die Bildung anderer Planeten, da ihre Schwerkraft Umlaufbahnen und Materieverteilung stören kann.
In sehr massereichen Scheiben wie IRAS 23077+6707 könnte die verfügbare Materialmenge die Geburt mehrerer Gasriesen ermöglichen. Allerdings könnten die beobachteten Turbulenzen die klassischen Entstehungsmuster verändern, indem sie Materie zerstreuen oder Zonen variabler Dichte schaffen.
Das Verständnis dieser Mechanismen trägt dazu bei, die Vielfalt der entdeckten Planetensysteme zu erklären. Manche Sterne beherbergen "heiße Jupiter", also Gasriesen, die ihrem Stern sehr nahe sind, während andere weit entfernte Gasriesen besitzen.
Quelle: The Astrophysical Journal