Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Falschfarbenaufnahme bei Submillimeter-Wellenlängen der zirkumstellaren Übergangsscheibe um den Stern LkCa15. Eine neue Untersuchung hat herausgefunden, daß die wahrscheinlichste Erklärung für die innere Lücke in Übergangsscheiben auf den Einfluß von einem oder mehreren Riesenplaneten zurückgeht, die in der Nähe kreisen. S. Andrews
Ein Stern entsteht üblicherweise mit einer Scheibe aus Gas und Staub, die ihn umgibt und aus der sich Planeten entwickeln, wenn Staubkörnchen in der Scheibe zusammenstoßen, zusammenhaften und wachsen. Diese Scheiben werden durch den Stern auf Temperaturen über das kalte, umgebende interstellare Material aufgewärmt und können im infraroten oder Millimeterbereich entdeckt werden. Ihre infrarote Farbe kann zudem genutzt werden, um die Eigenschaften der Scheiben zu bestimmen. Hinweise auf diese Scheiben fehlen jedoch bei Sternen, die älter als etwa fünf Millionen Jahre sind; dies legt nahe, daß in diesem Alter ein Großteil des Scheibenmaterials entweder zu Planeten oder kleinere Körper umgewandelt, auf den Stern akkretiert oder aus dem System getrieben wurde. Scheiben in der Zeit dieses Übergangs, sogenannte Übergangsscheiben, überbrücken diese Periode in der Scheibenentwicklung: sie sind noch nicht verschwunden, aber obwohl sie anwesend sind, strahlen sie nur schwach im Infraroten. Bezeichnenderweise zeigt ihre Strahlung kühlere Temperaturen und Anzeichen dafür, daß die innersten (heißesten) Regionen bereits verschwunden sind und eine Lücke (oder Höhlung) in dem Ring hinterlassen hat.
Die Astronomen Joan R. Najita und James Muzerolle sowie Sean M. Andrews vom CfA haben in nah gelegenen Sternentstehungsregionen Übergangsscheiben untersucht, die in den Sternbildern Taurus und Ophiuchus liegen. Die Astronomen schreiben, daß die Lücken, die von ihnen in den Übergangsscheiben beobachtet wurden, durch ein oder mehrere von drei Vorgängen verursacht worden sein könnten: Kornwachstum und Planetenentstehung, die das Material verbrauchen, ein Riesenplanet in der Umgebung, der das Gebiet leergefegt hat oder ein Sternwind, der den Staub verwehte oder verdampfte.
Die Astronomen hatten es sich zur Aufgabe gemacht, durch Vergleich der Eigenschaften von Übergangsscheiben und normalen Scheiben zu bestimmen, welcher dieser Prozesse am Werk war. Insbesondere verglichen sie die Raten der Masseakkretion auf den Stern und die Scheibenmassen. Als erstes fanden sie, daß diese beiden Größen mit den Eigenschaften der Strahlung gut in Verbindung stehen und ihnen erlaubt, andere mögliche Umgebungsvariablen einzuschränken. Die Übergangsscheiben haben die Tendenz, mit kleineren Akkretionsraten und größeren Massen in Verbindung zu stehen als Scheiben in den normalen Vergleichssternen; dies legt nahe, daß die Wind- und Kornwachstums-Szenarien zweitrangig sind. Daher folgert das Team zumindest für diese beiden Sternentstehungsregionen, daß die wahrscheinlichste Erklärung für die Lücke in den Scheiben die Anwesenheit eines Riesenplaneten oder mehrerer Riesenplaneten ist.
Literatur:
„Demographics of Transition Discs in Ophiuchus and Taurus“
Joan R. Najita, Sean M. Andrews und James Muzerolle
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 450, 3559–3567 (2015)
