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03.01.2013
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Beobachtung im All

Astronomen feiern Geburt eines Gasplaneten

ALMA/ ESO/ NAOJ/ NRAO/ M. Kornmesser/ S. Casassus et al.

Stern HD 142527: Teleskopaufnahme (links) und künstlerische Darstellung (rechts)

Wie entstehen riesige Gasplaneten wie Jupiter? Astronomen haben jetzt erstmals beobachtet, wie sich ein solcher Gigant zusammenballt - und den Vorgang sichtbar gemacht.

London/Garching/Hamburg - Astronomen kennen inzwischen mehr als 850 Planeten, die um ferne Sterne kreisen. Die meisten davon sind nicht etwa kleine Felsbrocken wie die Erde, sondern gewaltige Gasplaneten wie Jupiter und Saturn. Doch wie entstehen die Giganten?

Astronomen haben den Vorgang jetzt erstmals direkt beobachtet. Mit dem Observatorium Alma in Chile spürten sie gigantische Gasströme bei einem jungen Stern auf, aus denen sich die Gasriesen formen. Die Wissenschaftler um Simon Casassus von der Universidad de Chile präsentieren ihre Entdeckung im britischen Wissenschaftsblatt "Nature".

"Astronomen hatten berechnet, dass es solche Gasströme geben müsste, aber wir waren die ersten, die sie auch wirklich direkt beobachten konnten", erläutert Casassus in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte Eso, die den europäischen Beitrag zum "Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array" (Alma) koordiniert. "Mit Hilfe von Alma sind wir in der Lage, Licht in das Dunkel der Planetenentstehung zu bringen und die Theorien durch Beobachtungen zu überprüfen."

Die Astronomen hatten den jungen Stern HD 142527 ins Visier genommen, der rund 450 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Ihn umgibt eine gigantische Gas- und Staubscheibe, die größer ist als unser Sonnensystem. Aus ihr gewinnt nicht nur der Stern seine Masse, auch Planeten entstehen darin.

Dadurch ist die Scheibe um HD 142527 zweigeteilt: Die entstehenden Planeten haben weite Bereiche der Gas- und Staubscheibe bereits freigeräumt, so dass zwischen einem inneren und einem äußeren Staubring eine Lücke klafft. Über diese Lücke hinweg fließen vom äußeren zum inneren Ring zwei Gas- und Staubströme.

Gas strömt vorbei

"Wir gehen davon aus, dass sich im Inneren der Scheibe Gasriesen verbergen, die jeweils einen dieser Ströme verursachen", erklärt Co-Autor Sebastián Pérez von der Universidad de Chile. "Diese Planeten wachsen, indem sie sich das Gas aus dem äußeren Teil der Scheibe einverleiben. Allerdings sind sie sehr unordentliche Esser: Ein Teil des Gases strömt an ihnen vorbei in den inneren Bereich der Scheibe um den Stern."

Damit lässt sich auch erklären, warum sich der innere Gas- und Staubring noch nicht aufgelöst hat, obwohl der junge, ebenfalls noch in der Entstehung befindliche Stern ständig Materie daraus absaugt. Die Gasströme füttern Materie genau im richtigen Maß nach, um die Verluste an den Stern auszugleichen. Mit der Beobachtung der Gasströme konnten die Astronomen so die bislang fehlende Verbindung zwischen dem äußeren und inneren Gas- und Staubring nachweisen.

Die entstehenden Planeten selbst, die Verursacher der Gasströme, sind allerdings nicht zu sehen. "Wir haben mit den modernsten Infrarotinstrumenten an anderen Teleskopen nach den Planeten gesucht", sagt Casassus. "Wir vermuten jedoch, dass sie sehr tief in den nahezu undurchsichtigen Gasströmen verborgen sind. Die Chancen, sie direkt beobachten zu können, sind daher vermutlich sehr klein."

boj/dpa

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insgesamt 3 Beiträge
1. optional
level 03.01.2013
Ein Bild von den feiernden Astronomen wäre interessant.
Ein Bild von den feiernden Astronomen wäre interessant.
2. Beeindruckend
motox 04.01.2013
Finde Astronomische Bilder einfach immer Spektakulär.
Finde Astronomische Bilder einfach immer Spektakulär.
3. woher stammt eigentlich
Luna-lucia 04.01.2013
das viele Gas? Wo kommt es her? Und wie setzt es sich zusammen? Ja, und wie entsteht Rotation? Wie entsteht seine "Drehrichtung"? Weis das hier zufällig jemand?
Zitat von motoxFinde Astronomische Bilder einfach immer Spektakulär.
das viele Gas? Wo kommt es her? Und wie setzt es sich zusammen? Ja, und wie entsteht Rotation? Wie entsteht seine "Drehrichtung"? Weis das hier zufällig jemand?

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Methoden der Planetenjagd

Die Suche nach der zweiten Erde
ESO

Die Entdeckung der ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems galt als wissenschaftliche Sensation. 1992 wiesen Forscher die ersten Exoplaneten im Orbit um den Pulsar PSR B1257+12 nach. 1995 fanden Michel Mayor und Didier Queloz erstmals einen Planeten in der Umlaufbahn eines Sterns, der unserer Sonne ähnelt. Zuvor war unter Forschern heftig umstritten, ob es überhaupt Planeten in den Tiefen des Alls gibt - oder ob unser Sonnensystem das einzige seiner Art ist. Inzwischen sind jedoch rund 600 Exoplaneten in mehr als 480 Systemen bekannt.
Die größte Hürde
Mit heutigen Teleskopen können Exoplaneten nur unter größten Schwierigkeiten direkt beobachtet werden, da ihr Heimatstern sie bei weitem überstrahlt. Astronomen sind deshalb auf indirekte Methoden angewiesen, die in den vergangenen Jahren immer weiter verfeinert wurden und die Entdeckung immer kleinerer Planeten erlauben. Das begehrteste Objekt ist eine "zweite Erde": ein Felsplanet, der in Größe und Masse der Erde ähnelt und seinen Stern in der sogenannten Grünen Zone umkreist, in der die Existenz von flüssigem Wasser auf der planetaren Oberfläche möglich ist.
Radialgeschwindigkeitsmessung
Die Messung der Radialgeschwindigkeit ist das älteste Verfahren zum Nachweis extrasolarer Planeten. Wenn ein Planet einen Stern umrundet, zwingt er ihm eine leichte Taumelbewegung auf: Der Stern schlingert wie ein Hammerwerfer. Dadurch bewegt er sich minimal auf den Betrachter zu und von ihm weg. Durch den Doppler-Effekt wird das Licht dabei abwechselnd kurzwelliger und langwelliger.

Anfangs war diese Methode noch so grob, dass mit ihr nur große Gasplaneten vom Kaliber des Jupiters entdeckt werden konnten, die ihren Stern zudem in einem engen Orbit umrunden. Leben ist auf diesen glühend heißen Giganten aber kaum möglich. Erst seit kurzem können Wissenschaftler mit dieser Methode auch kleinere Planeten von der Größe der Erde entdecken - vorzugsweise im Orbit um Rote Zwergsterne. Sie sind wesentlich kleiner und kühler als unsere Sonne, weshalb erdähnliche Planeten sie in einer engen Bahn umkreisen und dennoch lebensfreundlich sein können.
Transitmethode
Die Transitmethode kann angewandt werden, wenn ein Planet von der Erde aus gesehen direkt vor seinem Heimatstern vorbeizieht. Dabei verdeckt er einen Teil des Sternenlichts. Anhand der Abdunkelung können Astronomen auf die Existenz des Planeten schließen. Und nicht nur das: Die Transitmethode erlaubt auch gewisse Rückschlüsse auf die Atmosphäre eines Planeten. Während des Transits werden je nach Zusammensetzung der Gashülle verschiedene Wellenlängen des Sternenlichts unterschiedlich stark absorbiert. Auf diese Weise konnten Forscher in der Atmosphäre von HD 209458b Wasserstoff, Sauerstoff und möglicherweise sogar Wasserdampf nachweisen.
Gravitationslinseneffekt
Beim Gravitationslinseneffekt, auch "gravitational microlensing" genannt, wird das Licht eines Himmelskörpers durch ein Objekt im Vordergrund verstärkt. Der Effekt wird von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie beschrieben: Die Schwerkraft eines Objekts mit großer Masse, etwa eines Sterns oder einer Galaxie, krümmt die Raumzeit und lenkt das Licht ab - so, als ob eine gigantische optische Linse im Raum schweben würde. Auf diese Weise können auch lichtschwache Objekte sichtbar werden, die Astronomen sonst verborgen blieben. Mit dieser Methode wurden bereits mehrere Exoplaneten entdeckt.

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