Der Kosmos hat ein Händchen dafür, aus sehr wenig etwas zu machen. Es formt Sterne aus Staub- und Gaswolken, Planeten aus den Rückständen der Sternenschöpfung und Monde aus den verstreuten Fragmenten um neu verglaste Planeten. Das Universum dreht kosmische Materie, geleitet von der Schwerkraft, und formt die himmlischen Figuren, die die Weite ausfüllen.
Astronomen haben mit Hilfe von Teleskopen Einblicke in einige der Rohstoffe gewonnen, bevor sie zu etwas Ganzem werden – ein diffuses Leuchten, das sich zu einem Stern zusammenrollen wird, ein Wirbel von Partikeln, der sich zu Planeten zusammenballen könnte. Und der Schlick, aus dem sich Monde bilden könnten? Das war am schwierigsten zu entdecken, aber endlich wurden einige gefunden, die um einen viele Lichtjahre entfernten Planeten herumwirbeln.
Es ist im Bild oben. Nicht der große, leuchtende Ring; das ist das Material, das den Stern in seinem Zentrum umkreist, genannt PDS 70, von dem einige zu Planeten verschmolzen sind. Das potenziell mondbildende Zeug ist das schwache Leuchten um diesen schimmernden Fleck eines Planeten. Astronomen nennen dieses Material eine zirkumplanetare Scheibe, und obwohl es wie kaum mehr als ein paar Pixel aussieht, ist dies das erste Mal, dass sie eines mit solcher Klarheit entdeckt haben. Hier ist ein genauerer Blick auf den Exoplaneten mit Gas und Staub um ihn herum:
Die Scheibe umgibt einen Exoplaneten namens PDS 70c, einen von zwei Gasriesen, der einen Stern fast 400 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist. Astronomen können in dieser wirbelnden Materiescheibe keine Neumonde sehen, und sie können auch nicht mit Sicherheit sagen, ob sich welche gebildet haben oder werden. Aber die Materialien sind da. „Je heller die Scheibe ist, desto mehr Masse ist in der Scheibe vorhanden“, sagte mir Jaehan Bae, Astronom an der Carnegie Institution of Washington und einer der Autoren der neuen Entdeckung. Und die Messungen seines Teams legen nahe, dass diese leuchtende Scheibe genug Masse enthält, um drei Monde von der Größe unserer eigenen zu produzieren. Die Monde würden sich wie Planeten durch eine Reihe von Kollisionen sich schnell bewegender Teilchen bilden. Die Stücke würden kleben und die Schwerkraft würde die unförmigen Klumpen im Laufe der Zeit zu Kugeln glätten.
Basierend auf diesem Bild sind PDS 70c und sein Geschwisterplanet, der sehr kreativ PDS 70b genannt, junge Planeten, frisch aus ihrem eigenen kosmischen Ofen. Ihre Entdeckung vor einigen Jahren war nicht so erschütternd, denn Astronomen haben bisher mehr als 4.400 Exoplaneten entdeckt und arbeiten daran, weitere Daten für weitere 7.600 potenzielle Planeten zu sammeln. ExoMonde, auf der anderen Seite waren weitaus schwerer fassbar. Kleine Exoplaneten sind schwieriger zu finden als größere, was bedeutet, dass es noch schwieriger ist, kleine Monde zu entdecken. Ein Team gab 2018 bekannt, dass es den möglicherweise ersten bekannten Exomoon entdeckt hat, einen ungewöhnlichen von der Größe von Neptun, der sich in einem etwa 8.000 Lichtjahre entfernten Sternensystem befindet. Andere Forscher haben es jedoch noch nicht geschafft, die Analyse des ursprünglichen Teams zu replizieren, und die Existenz dieses potenziellen Exomons bleibt ungewiss.
Astronomen wissen, dass es Exomonen gibt, die von derselben Logik geleitet werden, die darauf hindeutet, dass Exoplaneten existiert haben müssen, bevor irgendjemand einen entdeckt hatte: Unser Planetensystem und die Sonne in seinem Zentrum sind nichts Besonderes, aber nach all diesen Sternen am Himmel zu urteilen, einer von vielen in der Milchstraße. Mehr als 200 Monde befinden sich in unserem eigenen Sonnensystem, hauptsächlich um Jupiter und Saturn, seine größten Planeten. Einige sind winzige Gesteinsbrocken, während andere Welten für sich sind, gespickt mit polternden Vulkanen und fließend mit unterirdischen Ozeanen. Monde, würde ich behaupten, sind in mindestens einem Sinne interessanter als Planeten – vielleicht im wichtigsten Sinne. Eismonde wie zum Beispiel Jupiters Europa und Saturns Enceladus könnten die besten Orte sein, um nach Beweisen für außerirdisches Leben außerhalb der Erde zu suchen.
Nicht jeder Mond entsteht auf die gleiche Weise. Einige werden beim Vorbeiziehen von der Schwerkraft eines Planeten erfasst und werden Teil der ständigen Sammlung. Einer populären Theorie zufolge wurde unser Mond wahrscheinlich aus den felsigen Teilen geschmiedet, die nach dem Einschlagen eines mysteriösen marsgroßen Objekts in den Weltraum in den Weltraum geschossen waren. Jupiters größte Monde sind möglicherweise aus einem Materialring zusammengewachsen, der den Gasplaneten im frühen Sonnensystem umgab – eine zirkumplanetare Scheibe, wie sie Astronomen um PDS 70c entdeckten.
Die Entdeckung einer möglichen mondbildenden Scheibe gehört zu einer dieser Entstehungsgeschichten. „Genau wie die Monde in unserem Sonnensystem haben Exomonen viel über die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen zu erzählen, und alles beginnt mit diesen zirkumplanetaren Scheiben“, sagt Alex Teachey, Astronom am Institut für Astronomie und Astrophysik der Academia Sinicaica in Taiwan und einer der Entdecker des Vielleicht-Exomon, erzählte mir.
Für Astronomen ist es aber auch einfach spannend, endlich eine dieser zirkumplanetaren Scheiben zu entdecken, anstatt sie in einer Computersimulation anzunähern. „Es ist wirklich aufregend, ein Bild – kein Modell, keine Interpretation, sondern ein Bild – mit einer ausreichend hohen Auflösung zu sehen, die man auf diesen einen Punkt zeigen kann … Das Lunar and Planetary Laboratory in Arizona, das die Planetenentstehung untersucht, sagte mir.
Natürlich ist das Bild der möglicherweise mondbildenden Scheibe der PDS 70c nur eine Momentaufnahme, eine verkleinerte Ansicht eines Ortes, den wir nie wirklich besuchen können. Vielleicht hat sich in den 400 Jahren, die das Licht dieses Sternensystems benötigt hat, um die Erde zu erreichen, die Scheibe um PDS 70c aufgelöst, sagte Schwarz. Die Scheibe hat vielleicht überhaupt nichts zurückgelassen, aber es macht viel mehr Spaß, darüber nachzudenken, was diese jenseitige Region hervorbringen könnte. Da PDS 70c ein riesiger Planet ist, erklärte Bae, würde die Umgebung “eher wie Jupiter und sein Satellitensystem aussehen, anstatt wie das Erde-Mond-System”. Vielleicht könnten diese zirkumplanetare Scheibe und andere ähnliche ihre eigene Europa bilden, eine Eiskugel, unter deren Hülle Wasser schwappt. Oder Io mit seinen geschmolzenen Lavaseen und einer an verschimmelten Käse erinnernden Oberfläche. Oder Ganymed und Callisto, deren dunkle, felsige Oberflächen mit hellen Kratern gesprenkelt sind.
Exomoons sind interessante astronomische Ziele für Forscher auf der Erde. Aber wenn Sie sich mir bei einem Hauch verträumter Spekulationen anschließen, könnten sie etwas anderes als die Planeten sein, die sie umkreisen. Betrachten Sie die Art und Weise, wie unser Mond die Erde beeinflusst hat – nicht nur in Bezug auf die Gezeiten des Planeten, sondern auch in der Vorstellung seiner Bewohner. Dieser Monat markiert den Jahrestag der ersten Mondlandung, dem Moment, in dem einige Mitglieder der Menschheit aus der Schwerkraft ihrer eigenen Welt sprangen und in die einer anderen fielen. Wie verlockend, sich vorzustellen, dass vielleicht auch einige andere Zivilisationen ihre eigenen Monde besucht haben.
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