Astronomen haben einen flüchtigen Blick auf einen atemberaubenden kosmischen „Phönix“ erhascht, der ein entstehendes Planetensystem darstellt.
So wie der mythologische Phönix die Wiedergeburt aus feuriger Zerstörung darstellt, könnte diese Wolke, die einem flammenden kosmischen Vogel ähnelt, die Geburt eines Gasriesenplaneten aus Materialklumpen bedeuten, die sich um einen Stern angesammelt haben, der kürzlich aus der Asche eines früheren, längst verstorbenen Sterns geboren wurde. Die Untersuchung der Staubklumpen rund um den Stern mit der Bezeichnung V960 Mon, der etwa 5.000 Lichtjahre entfernt liegt, und das Sternbild Monoceros könnten Aufschluss darüber geben, wie Gasriesenplaneten wie Jupiter entstehen.
„Diese Entdeckung ist wirklich faszinierend, da sie die allererste Entdeckung von Klumpen um einen jungen Stern darstellt, die das Potenzial haben, Riesenplaneten hervorzubringen“, sagte Alice Zurlo von der Universidad Diego Portales in Chile, Teil des Teams hinter den Beobachtungen, in einer Erklärung.
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Das goldblaue Bild des Materials um V960 Mon, das im Herzen der es umgebenden goldenen „Flügel“ aus Gas und Staub leuchtend blau leuchtet, wurde mit kombinierten Beobachtungen vom Very Large Telescope (VLT) und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) erstellt.
Zeuge der Geburt eines Planetensystems
Astronomen richteten ihre Aufmerksamkeit zum ersten Mal auf den jungen Stern im Jahr 2014, als er unerwartet um etwa das Zwanzigfache seiner üblichen Helligkeit heller wurde. Beobachtungen mit dem VLT-Instrument Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) wurden kurz nach diesem Helligkeitsausbruch durchgeführt, wobei das Instrument in der Lage war, einen beispiellosen Detaillierungsgrad im System einzufangen.
Dies zeigte, dass das Material, das V960 Mon umkreist, eine Reihe komplizierter Spiralarme bildet, die sich über Entfernungen erstrecken, die größer sind als das gesamte Sonnensystem.
Dieses Ergebnis wurde weiterverfolgt, als Astronomen V960 Mon mit ALMA beobachteten. Während VLT und SPHERE in der Lage waren, die Oberflächendetails der Staub- und Gasklumpen zu betrachten, konnte ALMA tiefer blicken und den Astronomen die innere Struktur des Systems und damit den Mechanismus enthüllen, durch den V960 Mon Planeten bilden könnte.
„Bei ALMA wurde deutlich, dass die Spiralarme einer Fragmentierung unterliegen, was zur Bildung von Klumpen mit Massen führt, die denen von Planeten ähneln“, sagte Zurlo.
Astronomen schlagen zwei Wege vor, wie sich Gasriesenplaneten bilden könnten. Die erste ist die Kernakkretion, bei der sich Staubkörner ansammeln, um einen felsigen inneren Kern zu bedecken. Die zweite Ursache ist die Gravitationsinstabilität, bei der überdichte Teile einer protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub um einen Stern herum kollabieren.
Wissenschaftler haben schon früher Hinweise auf eine Kernakkretion gesehen, aber die kombinierten Bilder von ALMA und SPHERE geben Astronomen einen Hinweis auf die ersten Beobachtungsbeweise für diesen letztgenannten Entstehungsmechanismus von Gasriesen.
„Niemand hatte jemals eine echte Beobachtung von Gravitationsinstabilität auf planetarischer Ebene gesehen – bis jetzt“, sagte der leitende Forscher und Wissenschaftler der Universität Santiago, Chile, Philipp Weber.
Das Team beabsichtigt, dieses entstehende Planetensystem mit dem kommenden Extremely Large Telescope (ELT), das derzeit in der Atacama-Wüste im Norden Chiles gebaut wird, weiter zu untersuchen. Das ELT sollte in der Lage sein, Details von V960 Mon zu enthüllen, die selbst dem VLT und ALMA verborgen bleiben, einschließlich der chemischen Zusammensetzung der Materieklumpen um den Stern.
„Unsere Gruppe sucht seit über zehn Jahren nach Anzeichen dafür, wie Planeten entstehen, und wir könnten nicht begeisterter über diese unglaubliche Entdeckung sein“, sagte Teammitglied und Forscher der Universität Santiago, Chile, Sebastián Pérez.