Neue Welt: Astronomen finden Protoplaneten in Erdnähe

Hamburg - Ein internationales Team von Astronomen hat mit großer Wahrscheinlichkeit einen Planeten im Endstadium seiner Geburtsphase entdeckt. Das Objekt befindet sich in der Staub- und Gasscheibe um einen relativ jungen Stern mit der Bezeichnung HD 100546 in etwa 335 Lichtjahren Entfernung von der Erde. Das berichtet die Gruppe um Sascha Quanz vom Astronomischen Institut der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich im Fachmagazin "Astrophysical Journal Letters".

"Bislang war die Entstehung von Planeten meist ein Thema für Computersimulationen", sagt Quanz. "Falls es sich bei unserer Entdeckung tatsächlich um einen sich formenden Planeten handelt, können Wissenschaftler zum ersten Mal den Prozess der Planetenbildung und die Wechselwirkungen eines jungen Planeten mit seiner Geburtsstätte in einem sehr frühen Stadium untersuchen."

Der Mutterstern HD 100546 ist gut erforscht. Astronomen gehen davon aus, dass um ihn ein weiterer Riesenplanet in sechsfachem Sonne-Erde-Abstand kreist. Der neu entdeckte Kandidat zieht hingegen seine Bahnen in der äußeren Region des Systems und ist mit 68 Astronomischen Einheiten knapp zehnmal so weit von seinem Zentralgestirn entfernt wie der innere Planet. In unserem Sonnensystem wäre sein Abstand am ehesten mit dem des Zwergplaneten Eris von der Sonne vergleichbar.

Stern steht schon lange unter Beobachtung

Bei der Entstehung eines neuen Sterns bildet sich um diesen herum eine ringförmige Scheibe aus Gas und Staub. In dieser protoplanetaren Scheibe entdeckten die Astronomen mit dem Very Large Telescope des chilenischen Paranal-Observatoriums, einem der modernsten optischen Teleskope weltweit, einen schwach leuchtenden Klecks. Sie verwendeten dabei eine spezielle Technik, um das grelle Licht des Muttersterns auszublenden. "Dieser Stern stand schon seit einiger Zeit unter besonderer Beobachtung, da uns Asymmetrien und Helligkeitsunterschiede in der umgebenden Scheibe aufgefallen waren", berichtet Quanz.

Nach der heute gängigen Theorie wachsen Riesenplaneten, indem sie Gas und Staub nach der Geburt eines Sterns einfangen. Die Forscher fanden auf Bildern der protoplanetaren Scheibe mehrere Anhaltspunkte, die für einen solchen Protoplaneten sprechen: In der Nähe des Objekts erkannten sie Strukturen, die möglicherweise aus der Wechselwirkung des Planeten mit der Scheibe hervorgehen. Zudem gebe es Hinweise darauf, dass sich die Umgebung des Protoplaneten infolge des Entstehungsprozesses erhitzt, schreibt das Team und geht davon aus, dass sich daraus ein Gasriese wie Jupiter entwickelt.

Letzte Unsicherheit bleibt

Auch wenn die Astronomen einen Protoplaneten als wahrscheinlichste Erklärung für ihre Beobachtungen ansehen, sind andere Szenarien nicht ausgeschlossen. Das empfangene Signal könnte beispielsweise von einer Hintergrundquelle wie einer Galaxie oder einem Stern kommen. Dagegen spricht laut Quanz aber die Beobachtung, dass der Himmelskörper seine unmittelbare Umgebung in der Staub- und Gasscheibe beeinflusst, also nicht nur durch diese hindurchscheint.

Ebenfalls möglich - wenn auch sehr unwahrscheinlich - ist, dass das neu entdeckte Objekt kein neugeborener, sondern ein bereits voll entwickelter Planet ist, der von seiner ursprünglich engeren Umlaufbahn hinausgeschleudert wurde.

"In diesem Fall müsste der Planet aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit die Scheibe in nur etwa hundert Jahren durchqueren", erklärt Quanz. "Wenn wir davon ausgehen, dass er etwa fünf bis zehn Millionen Jahre alt ist, wäre es schon rein mathematisch ein sehr großer Zufall, dass wir ihn genau in dieser kurzen Zeitspanne beobachten."

Handelt es sich wie vermutet um einen Protoplaneten, wäre dies die erste Entdeckung dieser Art. "Wir gehen davon aus, dass der Protoplanet schon in wenigen hunderttausend Jahren voll entwickelt sein wird", sagt Quanz. Zwar ist dieser Zeitraum in astronomischen Dimensionen wie ein Wimpernschlag - der Protoplanet befände sich sozusagen schon im Geburtskanal.

"Das heißt aber auch, dass ein Menschenleben nicht ausreicht, um den Prozess direkt zu verfolgen", erklärt Quanz. Stattdessen wollen die Forscher verstärkt die Scheibe untersuchen, aus der sich der mögliche Protoplanet geformt hat, um Erkenntnisse zu den Geburtsstätten von Himmelskörpern ableiten zu können. "Wir werden das Objekt weiter aufmerksam beobachten und schon in wenigen Jahren den endgültigen Beweis erbringen, dass wir einen Protoplaneten gefunden haben, zeigt sich Quanz zuversichtlich.