Erstmals Protoplanet im Entstehen beobachtet

Gas und Staub fallen auf einen jungen Planeten, der sich dabei auf fast 10 000 Grad Celsius aufheizt: Einem internationalen Team von Astronomen ist es mit einem neuen Verfahren erstmals gelungen, einen Planeten in seiner Entstehungsphase zu beobachten. Der jupiterähnliche Planet umkreist einen 470 Lichtjahre entfernten Stern in einem Abstand, der etwa dem 15-Fachen der Entfernung zwischen unserer Erde und der Sonne beträgt. Beobachtungen wie diese könnten künftig einen Einblick in die immer noch rätselhafte Entstehungsphase von Planetensystemen liefern, so die Forscher im Fachblatt „Nature“.

Ringförmige Struktur, im Inneren drei kompakte Strukturen.
Protoplaneten bei LkCa 15

„Dieses junge System bietet uns erstmals die Möglichkeit, die Entstehung eines Planeten direkt zu beobachten“, schreiben Stephanie Sallum von der University of Arizona in Tucson und ihre Kollegen. „Zwar kennen wir inzwischen 1900 Exoplaneten um andere Sterne, doch keiner davon ist noch in der Entstehungsphase.“ Es hatte allerdings bereits Hinweise auf entstehende Planeten gegeben. Junge Sterne sind meist noch von einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub umgeben. Die entstehenden Planeten fegen gewissermaßen den inneren Bereich der Scheibe leer. Solche „Übergangs-Scheiben“ mit einem Loch in der Mitte haben Astronomen schon zuvor bei vielen jungen Sternen nachgewiesen.

In manchen davon – so auch in LkCa 15 – haben Wissenschaftler sogar Planeten in der Region innerhalb der Scheibe aufgespürt. Doch trotz zahlreicher Versuche war es bislang nicht möglich gewesen, den Nachweis zu erbringen, dass diese Planeten noch in der Entstehungsphase sind, also noch Materie von außen aufnehmen. Das ist Sallum und ihren Kollegen nun gelungen. Durch die Kombination verschiedener Methoden – Ausblenden des Sternenlichts mit einer Blende, Ausgleich atmosphärischer Störungen mithilfe adaptiver Optik und Einsatz spezieller Filter – gelang ihnen am Large Binocular Telescope auf dem Mount Graham in den USA der Nachweis der charakteristischen Strahlung von Materie, die auf einen Planeten von LkCa 15 fällt.

Die Stärke der von ionisiertem Wasserstoff stammenden Strahlung zeig laut den Forschern, dass der Planet LkCa 15b ein erheblich stärkeres Magnetfeld besitzt als Jupiter in unserem Sonnensystem. Weitere Beobachtungen mit noch höherer Auflösung sollen nun zeigen, ob der Zustrom von Materie gleichmäßig verläuft oder Schwankungen unterworfen ist. Als Nebenprodukt ihrer Beobachtungen hat das Team Hinweise auf zwei weitere Planeten bei LkCa 15 gefunden. Allerdings zeigen diese beiden Himmelskörper keine Anzeichen mehr für einen Zustrom von Materie.