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„YSES 2b“: Neuer Exoplanet um jungen sonnenähnlichen Stern mit Jenaer Unterstützung entdeckt / Entstehungsprozess ist noch unklar

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Das Very Large Telescope (VLT) der ESO steht auf 2.500 Metern Höhe in der Atacama-Wüste in Chile. – Foto: ESO M. Claro

(Ute Schönfelder) – Einem internationalen Forschungsteam unter Beteiligung von Dr. Markus Mugrauer vom Astrophysikalischen Institut der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist die direkte Abbildung eines jungen Exoplaneten gelungen. Der Planet umkreist den ca. 360 Lichtjahre entfernten sonnenähnlichen Stern YSES 2, der sich am Südsternhimmel im Sternbild Musca (Fliege) befindet. Die Entdeckung des Exoplaneten gelang dem Team mit dem Instrument SPHERE am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile. Ihre Beobachtungen veröffentlichten die Forscherinnen und Forscher nun in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Astronomy & Astrophysics“.

Seit der Entdeckung der ersten Exoplaneten vor gut 30 Jahren wächst die Zahl der neu entdeckten Planeten bei fernen Sternen stetig. Mittlerweile sind mehr als 4.000 Exemplare bekannt. Die allermeisten von ihnen sind jedoch nur durch indirekte Beobachtungsmethoden nachgewiesen worden. Die direkte Beobachtung von Exoplaneten neben ihren Zentralgestirnen gelang bisher dagegen deutlich seltener. „Nur der Einsatz einer modernen adaptiven Optik an einem Großteleskop der Acht-Meter-Klasse sowie spezieller Hochkontrastbeobachtungsverfahren erlaubt die direkte Abbildung solcher substellarer Objekte in unmittelbarer Nähe zu ihren viel helleren Muttersternen“, erklärt Markus Mugrauer. „Und genau das ist mit SPHERE am Very Large Telescope der ESO in Chile möglich. Dieses Instrument wurde speziell für die direkte Abbildung und Charakterisierung von Exoplaneten entwickelt“, ergänzt Mugrauer

Der neu entdeckte Exoplanet YSES 2b ist ca. 10.000-mal leuchtschwächer als sein Zentralgestirn. Ermöglicht hat die Entdeckung das noch junge Alter des Planeten. „Während der ersten wenigen Millionen Jahre ihrer Existenz strahlen Planeten im Wesentlichen die bei ihrer Entstehung freigesetzte Gravitationsenergie ab“, sagt Markus Mugrauer. Diese Strahlung liegt gemäß der Temperatur der Planeten in dieser frühen Entwicklungsphase im nahinfraroten Spektralbereich. Im vorliegenden Fall erfolgten die Beobachtungen bei ca. 1,6 und 2,2 Mikrometern.

Fragen wirft YSES 2b noch hinsichtlich seines Entstehungsprozesses auf. In der Astrophysik werden heute zwei unterschiedliche Theorien der Planetenentstehung in großen Gas- und Staubscheiben um junge Sterne diskutiert: Da gibt es zum einen das sogenannte Kernwachstumsszenario, bei dem sich zunächst aus Staub- und Eispartikeln durch Verklumpungs- und Akkretionsprozesse kilometergroße Planetesimale bilden, die dann durch nachfolgende Kollisionen zu immer massereicheren Körpern heranwachsen, die schließlich das sie umliegende Gas anziehen können, wodurch Gasplaneten entstehen. Und zum anderen besteht die Möglichkeit, dass eine gravitative Instabilität der Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern selbst zur Planetenentstehung führen kann. In den Scheiben bilden sich dabei zunächst Verdichtungen von Gas- und Staubmassen, die durch ihre Eigengravitation dann weiter zu Planeten kontrahieren.

Die Existenz von YSES 2b kann aber keine der beiden Theorien eindeutig erklären. Der Planet ist einerseits zu massearm, als dass er in seinem Abstand von mehr als 100 Astronomischen Einheiten zum Mutterstern durch gravitative Scheibeninstabilität entstanden sein könnte. Und auf der anderen Seite ist er zu weit von seinem Mutterstern entfernt, als dass seine Entstehung durch das Kernwachstumsszenario erklärt werden könnte.

Folgebeobachtungen sind also nötig, um zu erforschen, wie der Entstehungsprozess des neu entdeckten Exoplaneten genau abgelaufen ist. Dafür sollen einerseits die Zusammensetzung seiner Atmosphäre durch spektroskopische Messungen analysiert und andererseits seine Umlaufbahn um den Mutterstern detailliert charakterisiert werden. Außerdem, so das Fazit der Autoren, bleibt zu prüfen, ob der Stern noch weitere Planeten besitzt, die ihn in geringerem Abstand umkreisen. Dazu seien bereits neue Beobachtungen mit SPHERE am Very Large Telescope der ESO geplant. „Auch wenn zurzeit noch unklar ist, wie genau YSES 2b entstanden sein könnte, so sind wir doch zuversichtlich, dass neue Beobachtungen helfen werden, dieses Rätsel zu lösen“, resümiert Studienleiter Alexander Bohn, Doktorand an der Universität Leiden (Niederlande). „Dadurch erhoffen wir uns neue Erkenntnisse über die Entstehung von Gasriesen, die auch für unser Sonnensystem relevant sein könnten.“

Autor: RADIO JENA Redaktion JENAhoch2

Die Rundfunkinitaitive "103komma4 FM" startete am 01.01.2000 bei Radio OKJ das lokale Hörfunkprogramm "Radio Jena". Ab 2007 erschien mit "Lichtstadt.Netz" (später "Lichtstadt.News") ein erstes Online-News-Angebot von Radio Jena, das 2014 zum Omnichannel-Media-Portal "JEZT" (heute: "JENAhoch2") ausgebaut wurde. Die gemeinsame Radio- und Online-Redaktion erarbeitet Reportagen, Analysen, Berichte und Infos. "JENAhoch2" wird ehrenamtlich betrieben, ist nicht-kommerziell und erzielt auch keinerlei Einnahmen durch die Veröffentlichung von Reklame.

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