Astronomen beobachten erstmals Mond-Entstehungsregion um fernen Gasriesen

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Kompositaufnahme (r.) aus der neusten Aufnahme mit dem ALMA-Teleskop (s. Abb. l.) mit früheren VLT-Aufnahmen des jungen Planetensystems um den Stern „PDS 70“, um dessen jungen Gasplaneten „PDS 70 c“ sich eine zirkumplanetare Scheibe zeigt, aus der heraus sich planetengroße Monde bilden könnten. Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) A. Isella; ESO

Kompositaufnahme (r.) aus der neusten Aufnahme mit dem ALMA-Teleskop (s. Abb. l.) mit früheren VLT-Aufnahmen des jungen Planetensystems um den Stern „PDS 70“, um dessen jungen Gasplaneten „PDS 70 c“ sich eine zirkumplanetare Scheibe zeigt, aus der heraus sich planetengroße Monde bilden könnten.
Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) A. Isella; ESO

Houston (USA) – Wie entstanden die zahlreichen Monde um den Gasplaneten Jupiter? Eine Theorie geht davon aus, dass sich dessen Trabanten aus Staubringen um derartige Gasplaneten gebildet haben. Doch diese Gas- und Staubringe waren bislang nur schwer direkt nachweisbar. Jetzt haben Astronomen erstmals eine solche zirkumplanetare Scheibe um einen noch jungen fernen Gasplaneten entdeckt.

Wie das Team um Andrea Isella von der Rice University aktuell im Fachjournal „Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.3847/2041-8213/ab2a12) berichtet, gelang ihnen die Entdeckung mithilfe des ALMA-Teleskops der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile.

Hintergrund
Während Wissenschaftler vom Erdenmond annehmen, dass dieser in Folge einer gewaltigen Kollision der jungen Erde mit einem etwa marsgroßen Planeten und aus den dabei weggeschleuderten Trümmern entstand und auch die Mehrzahl der Saturnmonde durch Kollision von den Planeten umkreisenden Gesteinsbrocken hervorgingen, scheint dies bei Jupiter anders verlaufen zu sein. Hier vermuten Wissenschaftler, dass die dortigen mindestens 79 Monde durch sogenannte Akkration, also die Zusammenballung von Partikeln einer den Planeten umgebenden Staub- und Trümmerscheibe – einer sog. zirkumplanetaren Scheibe heraus – entstanden.

Laut bisherigen Modellen bilden sich derartige Mondentstehungszonen nur um sehr große, massereiche Planeten und bestehen dann nur etwa 10 Millionen Jahre lang. Das wiederum macht es aber schwer, sie um junge (Gas-)Planeten anhand von direkten Beobachtungen auch nachzuweisen.

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Um den noch jungen Planeten „PDS 70c“ um den selbst noch jungen und rund 370 Lichtjahre entfernten Stern „PDS 70“ konnten Isella und Kollegen nun erstmals eindeutig und direkt die Existenz einer zirkumplanetaren Scheibe mit genügend Materie für gleich zahlreiche zukünftige Monde bestätigen.

„PDS 70c“ umkreist seinen Stern in rund 5,3 Milliarden Kilometern Distanz, also in etwa dem Abstand zwischen unserer Sonne Neptun. Die Autoren vermuten, dass PDS 70c eine Masse von mindestens einer bis zum Zehnfachen der des Jupiters besitzt – genügend Masse also, um eine zirkumpolare Scheibe zu binden: Diese Scheibe könnte laut ersten Schätzungen ausreichend Materie beinhalten, um daraus einen oder mehrere – vielleicht sogar planetengroße – Monde zu bilden.

Hinzu haben die Astronomen auch in der Nähe eines weiteren jungen Gasplaneten um „PDS 70“, den Planeten „PDS 70b“ eine Art Materieschweif entdeckt, die der Planet hinter sich herzuziehen scheint. Um was genau es sich bei dieser Struktur handelt und welche Konsequenzen sie für das hier entstehende Planetensystem darstellt, können die Astronomen bislang noch nicht sagen.

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