Neuen Exoplaneten um jungen Stern entdeckt

Forscher der Uni Jena beteiligt. Entstehungsprozess unklar

Jena. Einem internationalen Forschungsteam unter Beteiligung von Markus Mugrauer vom Astrophysikalischen Institut der Friedrich-schiller-universität Jena ist die direkte Abbildung eines jungen Exoplaneten gelungen. Der Planet umkreist den etwa 360 Lichtjahre entfernten sonnenähnlichen Stern Yses 2, der sich am Südsternhimmel im Sternbild Musca (Fliege) befindet. Die Entdeckung des Exoplaneten gelang dem Team mit dem Instrument Sphere am „Very Large Telescope“(VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile. Das VLT gilt als das höchstentwickelte optische Instrument der Welt. Es besteht aus vier Hauptteleskopen.

Seit der Entdeckung der ersten Exoplaneten vor gut 30 Jahren wächst nach Angaben der Uni Jena die Zahl der neu entdeckten Planeten bei fernen Sternen stetig. Mittlerweile sind mehr als 4000 Exemplare bekannt. Die allermeisten von ihnen sind jedoch nur durch indirekte Beobachtungsmethoden nachgewiesen worden. Die direkte Beobachtung von Exoplaneten neben ihren Zentralgestirnen gelang bisher dagegen deutlich seltener. „Nur der Einsatz einer modernen adaptiven Optik an einem Großteleskop der Acht-meter-klasse sowie spezieller Hochkontrastbeobachtungsverfahren erlaubt die direkte Abbildung solcher substellarer Objekte in unmittelbarer Nähe zu ihren viel helleren Muttersternen“, so Mugrauer.

Der neu entdeckte Exoplanet Yses 2b ist etwa 10.000-mal leuchtschwächer als sein Zentralgestirn. Ermöglicht hat die Entdeckung das noch junge Alter des Planeten. „Während der ersten wenigen Millionen Jahre ihrer Existenz strahlen Planeten im Wesentlichen die bei ihrer Entstehung freigesetzte Gravitationsenergie ab“, sagt Mugrauer.

Diese Strahlung liegt gemäß der Temperatur der Planeten in dieser frühen Entwicklungsphase im nahinfraroten Spektralbereich. Im vorliegenden Fall erfolgten die Beobachtungen bei 1,6 und 2,2 Mikrometern.

Fragen wirft Yses 2b nach Angaben des Astrophysikalischen Institut noch hinsichtlich seines Entstehungsprozesses auf. In der Astrophysik werden heute zwei unterschiedliche Theorien der Planetenentstehung in großen Gas- und Staubscheiben um junge Sterne diskutiert: Da gibt es zum einen das sogenannte Kernwachstumsszenario, bei dem sich zunächst aus Staub- und Eispartikeln durch Verklumpungs- und Akkretionsprozesse kilometergroße Planetesimale bilden, die dann durch nachfolgende Kollisionen zu immer massereicheren Körpern heranwachsen, die schließlich das sie umliegende Gas anziehen können, wodurch Gasplaneten entstehen. Und zum anderen besteht die Möglichkeit, dass eine gravitative Instabilität der Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern selbst zur Planetenentstehung führen kann. In den Scheiben bilden sich dabei zunächst Verdichtungen von Gas- und Staubmassen, die durch ihre Eigengravitation dann weiter zu Planeten kontrahieren.

Die Existenz von Yses 2b kann aber keine der beiden Theorien eindeutig erklären, so die Wissenschaftler. Der Planet ist einerseits zu massearm, als dass er in seinem Abstand von mehr als 100 Astronomischen Einheiten zum Mutterstern durch gravitative Scheibeninstabilität entstanden sein könnte. Und auf der anderen Seite ist er zu weit von seinem Mutterstern entfernt, als dass seine Entstehung durch das Kernwachstumsszenario erklärt werden könnte. Folgebeobachtungen seien also nötig, so Mugrauer.

FOTO: M. CLARO / ESO Die Teleskope der Europäischen Südsternwarte (ESO) – hier als 360-Grad-aufnahme – stehen in der chilenischen Atacama-wüste.