Historische Entdeckung: Wissenschaftler beobachten einen "Säuglings"-Planeten während seiner Geburt zum ersten Mal überhaupt
Ein internationales Team von Astronomen hat mit einem fortschrittlichen Beobachtungsinstrument den ersten direkten visuellen Beweis für einen Protoplaneten erfasst, der eine riesige Lücke in der umgebenden Staubscheibe eines jungen Sterns schnitzt, in einer beispiellosen Entdeckung, die ein Rätsel löst, das seit Jahrzehnten in der Astronomie besteht.
Diese Entdeckung, die in zwei Forschungsarbeiten im The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde, bestätigt die vorherrschenden Theorien darüber, wie Planeten entstehen, nachdem sie zuvor nur Hypothesen waren.
Wissenschaftler haben schon lange mysteriöse Lücken in protoplanetaren Scheiben um neu geborene Sterne beobachtet und angenommen, dass Planeten in der Entstehung diese Lücken bilden. Dennoch konnte niemand diese "Säuglings"-Planeten direkt beobachten, aufgrund ihrer geringen Größe und der schwachen Helligkeit im Vergleich zu ihrem Mutterstern.
Der Astronom Laird Close von der Universität Arizona sagt: "Zehntausende von theoretischen Arbeiten wurden verfasst, die diskutieren, wie diese beobachteten Lücken in den Scheiben durch Protoplaneten verursacht werden, aber niemand konnte bis heute einen schlüssigen Beweis finden. Es war ein echtes Streitobjekt in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und in der astronomischen Literatur: das Vorhandensein dieser tiefen Lücken, während wir nicht in der Lage waren, die schwachen Planeten, die darin verborgen sind, zu beobachten. Viele haben an der Fähigkeit der Protoplaneten gezweifelt, diese Lücken zu bilden, aber jetzt wissen wir mit Sicherheit, dass sie es können."
Dieses Dilemma wurde gelöst, indem nach einem einzigartigen Lichtzeichen gesucht wurde, das von den Planeten während ihrer Entstehung ausgeht. Während des Wachstums verschlingen diese Planeten Wasserstoffgas aus ihrer Umgebung. Wenn dieses Gas auf den sich entwickelnden Planeten fällt, bildet es ein sehr heißes Plasma, das ein charakteristisches Licht ausstrahlt, das als "H-alpha-Emission" bekannt ist.
Um dieses Zeichen zu finden, entwarf das internationale Team das Instrument MagAO-X, ein fortschrittliches adaptives Optiksystem, das speziell für diesen Zweck auf dem Magellan-Teleskop in Chile installiert wurde.
Close erklärt den Mechanismus: "Wenn Planeten sich bilden und wachsen, verschlingen sie Wasserstoffgas aus ihrer unmittelbaren Umgebung. Wenn dieses Gas auf den sich entwickelnden Planeten stürzt, wie ein riesiger Wasserfall aus dem Weltraum, trifft es auf die Oberfläche und erzeugt ein sehr heißes Plasma, das wiederum dieses charakteristische Licht, H-alpha, ausstrahlt. Das System MagAO-X ist speziell darauf ausgelegt, Wasserstoffgas zu suchen, während es auf diese kleinen Protoplaneten fällt, sodass wir sie entdecken können."
Die Studie konzentrierte sich auf den Stern TYC-5709-354-1 (auch bekannt als WISPIT-2), einen "Säuglings"-Stern, der der Sonne ähnelt und etwa 434 Lichtjahre entfernt ist. Frühere Beobachtungen hatten eine rotierende Scheibe um ihn herum mit einer "überraschend großen" Lücke enthüllt.
Durch die Kombination von Daten des Instruments MagAO-X mit Infrarotbeobachtungen des Very Large Telescope (VLT) bestätigten die Wissenschaftler, dass der Protoplanet, der den Namen WISPIT-2b trägt, eindeutig in der Mitte dieser Lücke sitzt. Der Planet WISPIT-2b hat eine enorme Masse von etwa 5 Mal der Masse von Jupiter und befindet sich 54 astronomische Einheiten von seinem Stern entfernt (das ist 54 Mal die Entfernung zwischen Erde und Sonne), was ihn sehr weit vom Zentrum seines Systems entfernt macht.
Diese Entdeckung gibt den Wissenschaftlern einen seltenen Einblick, wie unser Sonnensystem möglicherweise während seiner Entstehung um eine "Säuglingssonne" aussah, was ein neues Zeitalter im Verständnis des Prozesses der Planetenbildung eröffnet.
