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Astronomie: Forscher beobachten Planetengeburt

All-Staubsauger (künstlerische Darstellung): Neu entstehende Planeten sammeln Gas und Staub ein Zur Großansicht
NASA/ JPL-Caltech

All-Staubsauger (künstlerische Darstellung): Neu entstehende Planeten sammeln Gas und Staub ein

Aus heißem Gas und Staub entsteht etwas Neues: Forscher haben die Geburt eines neuen Planeten beobachtet. Ihr Planetenbaby ist ungefähr zwei Millionen Jahre alt und umkreist einen fernen Stern.

Eine Geburt ist ein magischer Moment - auch im All. Astronomen ist es gelungen, die Entstehung eines neuen Planeten zu verfolgen. Das Team um Stephanie Sallum von der Universität von Arizona in Tucson konnte heißes Gas und Staub in einer Zusammensetzung nachweisen, wie sie für entstehende Planeten typisch sind. Ihre Beobachtungen präsentieren die Wissenschaftler im britischen Fachblatt "Nature".

Der neu entstehende Babyplanet außerhalb unseres Sonnensystems trägt den Namen LkCa 15b und gehört zu einem in kosmischen Maßstäben sehr jungen Stern, dem LkCa 15. Dieser ist erst zwei Millionen Jahre alt und bildet gerade ein Planetensystem. Die neuen Planeten entstehen aus einer riesigen Gas- und Staubscheibe, die den Stern umgibt.

Mit Infrarot und Hydrogen-alpha-Teleskopen in Chile und den USA beobachteten sie nun die charakteristische Strahlung von 9700 Grad heißem Wasserstoffgas sowie das Leuchten von glühend heißem Staub. Gas und Staub lagern sich am jungen Protoplaneten LkCa 15b an und lassen ihn wachsen.

Teleskopaufnahmen: Die Geburt von LkCa 15b Zur Großansicht
Isella et al./ Steph Sallum

Teleskopaufnahmen: Die Geburt von LkCa 15b

Noch ein Planetenbaby

Schon länger versuchen Astronomen, die Geburt und frühe Entstehung eines Planeten zu beobachten. 2013 meldeten Forscher der ETH Zürich, sie hätten in der Nähe des Sterns HD 100546 möglicherweise einen noch wachsenden Planten entdeckt. Im Juli 2015 bestätigten sie ihre Entdeckung und wollen auch diesen Planeten als einen der ersten beim Großwerden begleiten.

Das Planetensystem um HD 100546 ist mit fünf bis zehn Millionen Jahren schon etwas älter als LkCa 15, in Planetenmaßstäben aber immer noch jung. Es liegt etwa 335 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt. LkCa 15 befindet sich in 450 Lichtjahren Entfernung und wurde 2011 entdeckt.

Abgesehen von diesen beiden Beispielen gestaltet sich die Suche nach jungen Planeten eher schwierig. Kaum einer der bisher entdeckten und bestätigten knapp 1900 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems befand sich zum Zeitpunkt seiner Entdeckung in der Entstehungsphase.

ruh/dpa

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1. Gebrutenkontrolle
cavete 18.11.2015
"Abgesehen von diesen beiden Beispielen gestaltet sich die Suche nach jungen Planeten eher schwierig. Kaum einer der bisher entdeckten und bestätigten knapp 1900 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems befand sich zum Zeitpunkt seiner Entdeckung in der Entstehungsphase." Die Frage, die sich stellt ist, ob das mit der Entstehungsgeschichte bzw. der Entwicklung(sgeschwindigkeit) des Universums zusammenhaengt. Wir auf der Erde als Bobachtungregion also vielleicht in einem Sekort des Weltalle beheimatet sind, der nicht in dem Maße die Voraussetzengen bietet, wie sie womoeglich in anderen Quadranten des Universums exitstieren, um die Entstehung von Planeten zu beguetigen. Auf den ersten Blick jedenfalls koennte man bei der, im komischen Massstab, relativ geringen Distans zur Erde auf diesen Gedanken vefallen. Natuerlich mag es ebenso davon abhaengen, wie groß das Intresse der froschenden Astronomen ist, die sich diesem Forschungszweig widmen. Derzeit geht der Trend wohl eher dahin, bereist e x i s t i e r e n d e Planeten zu entdecken, die dann moeglichst auch noch erdaehnlich sein sollten. Das verspricht Ruhm und Anerkennung in der intrenationlanen Astronomengemeinde - bei Erflog, d.h. Entdeckung. Die Beobachtung von entstehenden Planten wird vielleicht eher dem vielleicht muehseligeren Bereich der Grundlagenforschung zuzuordnen sein. Und wirkt deshalb moeglicherweise nicht so sechsie, zieht deshalb dann womoeglich nicht so viele Forscher an. Deshlab wird dann auch die Entdeckungsfreqwuenz geringer sein. Ist nur so'ne Vermutung. s liegt aber wohl auf de Hand, daß ein groesserer Einsatz von Ressourßen auch in der Regel zu vermehrten Ergebnissen fuehrt. Wenn man nicht von vronherein annehmen wollte, daß die Verteilung solcher Beobachtungsobjekte im Universum nur sehr limitirrt ist. Und damit dann auch die Chancen ihrer Erntdeckung recht begrenzt waeren.
2.
ElDuderino 18.11.2015
Moin. Ein paar Kleinigkeiten: H-alpha ist einfach H-alpha und nicht Hydrogen-alpha. Das H steht hierbei für die Balmer-Serie. Es gibt noch mehr solcher Serien (Lyman, Paschen, ...) im Wasserstoffatom. Diese haben alle auch einen alpha-Übergang. Hydrogen-alpha ist somit nicht eindeutig. Zur Nomenklatur: LkCa 15 ist ein Stern. LkCa 15 b ein Planet, der LkCa 15 umkreist. Man nummeriert die Planeten mit kleinen römischen Buchstaben in Reihenfolge ihrer Entdeckung durch, beginnend bei b (a wäre im Prinzip der Stern selbst). LkCa 15 wurde nicht 2011 entdeckt. LkCa 15 b wurde da wahrscheinlich entdeckt. Wissenschaftliche Bezeichnungen sind manchmal anders als man denkt. Am besten nichts hinzudichten, sondern einfach bei der Originalquelle bleiben.
3. zu Beitrag #2
partey 18.11.2015
Wenn ich Ihren letzten Absatz richtig verstehe wurde also der Planet, der mit dem b, entdeckt bevor der dazugehörige Stern entdeckt wurde? Geht das überhaupt, ich dachte immer Exoplaneten entdeckt man durch das Pendeln und/oder die Schwankungen der Lichtintensität des Sterns? (Planetentransit)
4. Symmetriebruch;
roulaison 18.11.2015
wo Anhäufung von Materie, wird in Zukunft noch mehr Materie sein. (Gravitation, entgegengesetzt zur Expansionsbewegung, Blauverschiebung). Aber was dann? Tatsächlich dann Kollision von Material (nicht frontal, eher in Laufrichtung) bei Bildung von Gesteinsplaneten? Oder wie in einem Artikel vor Tagen hier genannt: Nasser Staub? Was ist der neuste Stand?
5. Wie wäre das?
roithamer 18.11.2015
Der neue Planet ist ja mit 450 Lj Entfernung gar nicht besonders weit weg. Wenn er in der lebensfreundlichen Zone um sein Zentralgestirn kreisen sollte, könnte man ja eine Raumsonde hinschicken, die in viereinhalb Milliarden Jahren dort ankäme. Dadurch könnten wir eine dort eventuell entstandenen Zivilisation von unserer Existenz unterrichten, auch wenn es uns dann schon lange nicht mehr geben sollte...
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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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