Erste Aufnahme von der Entstehung eines Exomonds?

Womöglich zum ersten Mal wurde ein weit entfernter Planet beobachtet, in dessen Umlaufbahnen gerade neue Monde entstehen.

Auf einem Bild des ALMA-Observatoriums in Chile ist ein junger Planet zu sehen, der um einen Stern in etwa 370 Lichtjahren Entfernung kreist. Er scheint von einer Wolke aus Gas und Staub umgeben zu sein – aus einem ebensolchen Objekt sind Wissenschaftlern zufolge auch die Monde des Jupiter vor Milliarden von Jahren entstanden.

„Es ist durchaus möglich, dass sich dort gerade Monde von der Größe von Planeten bilden“, sagte der Studienleiter Andrea Isella von der texanischen Rice University in einem Statement.

„Es wäre plausibel, dass große Planeten auch von großen Gasscheiben umgeben sind, in denen sich Monde bilden“, stimmt auch der Forscher Bruce Macintosh von der Stanford University zu. „Das ist ein spannendes und durchaus realistisches Ergebnis“, urteilt er über die Beobachtung, die Woche in den „Astrophysical Journal Letters“ publiziert wurde.

Sean Andrews vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ist sogar zuversichtlich, dass es sich um die erste Aufnahme dieser Art handelt.

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„Wenn das Ergebnis bestätigt wird, wäre das ein wichtiger erster Schritt.“

Ein Mond aus Staub und Gas

Astronomen haben bereits viele ähnliche Gaswolken rund um Sterne beobachtet. Diese sogenannten protoplanetaren Scheiben bilden jene Umgebung, in der Planeten geboren werden. Die genauen Prozesse, durch die aus Gas und Staub neue Welten entstehen, sind allerdings noch nicht abschließend geklärt. In manchen Aufnahmen meinen die Astronomen neu entstandene Planeten zu erkennen, die ihre Umlaufbahnen in diesen protoplanetaren Scheiben bereits frei räumen. Das AMLA-Observatorium hat schon zahlreiche Aufnahmen solcher verräterischen Spuren gemacht.

Bisher hat aber niemand eine solche Scheibe aus Gas und Staub gesehen, die einen Planeten umgibt. Es ist schwer genug, Planeten jenseits unseres Sonnensystems überhaupt abzubilden – ganz zu schweigen von den diffusen Wolken, die jüngere, große Welten umgeben.

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Isella und seine Kollegen erforschten ein staubreiches Sternensystem namens PDS 70 mithilfe von Daten, die 2017 vom ALMA-Observatorium gesammelt wurden. Die Anlage besteht aus 66 Parabolantennen auf einer Hochebene in der Atacamawüste. Das untersuchte Sternensystem enthält auch einen Planeten von der Größe des Jupiter mit der Bezeichnung PDS 70b, der bereits eine Bahn in die protoplanetaren Scheibe rund um seinen sechs Millionen Jahre alten Heimatsstern gefräst hat. Ein weiterer Planet namens PDS 70c kreist am inneren Rand dieser Bahn um den Stern, von dem er etwa so weit entfernt ist wie der Neptun von der Sonne.

Zunächst sei der staubige Bereich rund um PDS 70c wie ein blasser Nebelarm aus. Aber als das Team die Daten von ALMA in diesem Jahr mit einer etwas anderen Methode verarbeitete, bildeten die unregelmäßigen Flecken plötzlich einen Staubring. Isella und seine Kollegen interpretierten die Form auf dem neu entstandenen Bild als eine zirkumplanetare Scheibe – ein Objekt, aus dem entstehende Planeten Material beziehen und aus dem Mond hervorgehen.

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„Wir glauben, dass die Jupitermonde in einer solchen Scheibe rund um den Jupiter entstanden und dass zirkumplanetare Scheiben eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Planeten spielen“, sagt er.

Bestätigung steht noch aus

Allerdings handelt es sich noch nicht um eine gesicherte Erkenntnis.

„Die Ergebnisse weisen durchaus ein paar ungeklärte Aspekte auf“, sagte Andrews. Er verweist auf die Unstimmigkeiten zwischen den Beobachtungen auf verschiedenen Wellenlängen, die leicht unterschiedliche Bilder der protoplanetaren Scheibe erzeugen. Durch die Augen des ALMA-Observatoriums betrachtet, weist die Scheibe eine deutlich sichtbare Punktquelle auf, die wie ein Planet aussieht: PDS 70c. Werden die Objekte allerdings im kurzwelligen Infrarotbereich betrachtet, erscheint die Punktquelle deutlich unschärfer.

„Die Umgebung rund um [PDS 70]c scheint ziemlich kompliziert zu sein“, sagt Andrews.

Isella merkt an, dass die „ALMA-Erfassung ziemlich blass“ sei und erzählt, dass sein Team deshalb gerade daran arbeitet, die Ergebnisse mithilfe von zusätzlichen Beobachtungen zu bestätigen.

„Wir betreiben ein fortlaufendes ALMA-Programm zur erneuten Beobachtung des Systems und messen die Orbitalbewegungen der zirkumplanetaren Scheibe“, erklärt er.

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.