Pluto-ähnliche Objekte verwandeln sich in Staub um einen nahe gelegenen jungen Stern

Die frühen Tage eines Planetensystems erzählen leicht von Turbulenzen. Und kleinere Körper wie Asteroiden und Kometen werden ständig gehandelt.

Astronomen, die das Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) verwenden, haben letzteres gesehen: Schwärme von Objekten in Pluto-Größe, die sich um einen jungen Stern in Staub verwandeln. Und das Bild ist bemerkenswert.

"Dieses System bietet uns die Möglichkeit, eine faszinierende Zeit mit einem jungen, sonnenähnlichen Stern zu verbringen", so Co-Autor Stuartt Corder und stellvertretender Direktor von ALMA in einer Pressemitteilung. "Wir blicken hier möglicherweise in die Zeit zurück, als die Sonne ungefähr 2 Prozent ihres gegenwärtigen Alters hatte."

Der junge Stern HD 107146 befindet sich ungefähr 90 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbilds Coma Berenices. Obwohl der Stern selbst in jedem kleinen Teleskop sichtbar ist, kann ALMA die radikal schwache protoplanetare Scheibe des Sterns untersuchen. Dies ist der staubige Kokon des Sterns, der zu Planeten, Kometen und Asteroiden verschmilzt.

Das Bild von ALMA zeigte einen unerwarteten Anstieg der Anzahl der Staubkörner in Millimetergröße, die weit vom Wirtsstern entfernt sind. Dieses hochkonzentrierte Band überspannt ungefähr 30 bis 150 astronomische Einheiten, was der Umlaufbahn von Neptun um die Sonne bis zur vierfachen Umlaufbahn von Pluto entspricht.

Woher kommt also der zusätzliche Staub?

Typischerweise bleibt Staub in der Trümmerscheibe einfach Material von der Bildung von Planeten übrig. Schon früh kollidieren Objekte in Pluto-Größe (auch als Planetesimale bekannt) und sprengen sich auseinander, was ebenfalls zum Staub beiträgt. Bestimmte Modelle sagen voraus, dass dies zu einer viel höheren Staubkonzentration in den entferntesten Regionen der Scheibe führt.

Obwohl dies bei HD 107146 der Fall ist, "ist dies das Gegenteil von dem, was wir bei jüngeren Urscheiben sehen, bei denen der Staub in der Nähe des Sterns dichter ist", sagte der Hauptautor Luca Ricci vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Es ist möglich, dass wir diese spezielle Trümmerscheibe in einem Stadium gefangen haben, in dem sich gerade Planetesimale in Pluto-Größe in der äußeren Scheibe bilden, während sich andere Körper in Pluto-Größe bereits näher am Stern gebildet haben."

Zu dieser Hypothese kommt hinzu, dass der Staub bei 80 astronomischen Einheiten oder dem doppelten durchschnittlichen Abstand von Pluto von der Sonne leicht abfällt. Dies könnte eine kleine Lücke im Staub sein, in der ein erdgroßer Planet das Gebiet von einer Trümmerscheibe befreit.

Wenn dies zutrifft, wäre dies die erste Beobachtung eines erdgroßen Planeten, der sich so weit von seinem Wirtsstern entfernt bildet. Aber im Moment ist das ein großes Wenn.

Die Ergebnisse werden im Astrophysical Journal veröffentlicht und sind online verfügbar.

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