Ab wann bildeten sich erdähnliche Planeten?

Gesteinsplaneten gibt es zahlreiche im All. Damit sie entstehen können, genügen offenbar schon geringe Anteile an schweren Elementen. Das fanden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun heraus, indem sie die Umgebungen junger Sterne in der Kleinen Magellanschen Wolke beobachteten. Planeten wie die Erde könnten sich demnach auch schon im jungen Kosmos, etwa drei Milliarden Jahre nach dem Urknall, gebildet haben, so das Forschungsteam im Fachblatt „Nature Astronomy“.

Im Gegensatz zu Wasserstoff, Helium und Lithium sind die schwereren Elemente nicht beim Urknall, sondern erst später durch Kernfusion in Sternen entstanden. Diese Elemente wie etwa Silizium, Magnesium, Aluminium und Eisen wurden also erst im Laufe der Zeit stetig mehr. Sie trugen schließlich dazu bei, dass Gesteinsplaneten entstehen konnten. Wann ihr Anteil an der Materie im Weltall hierfür genügt, ist jedoch bislang unklar. Zwar konnte sich auf Basis der ersten schweren Elemente auch bereits Staub bilden. Doch nur, wenn genügend Staub um einen jungen Stern rotiert, kann der Entstehungsprozess von Gesteinsplaneten einsetzen: Die winzigen Staubkörnchen verklumpen zu immer größeren Gebilden. Es formen sich schließlich erste feste Gesteinsbrocken, die miteinander kollidieren und stetig größere Himmelskörper und schließlich Planeten bilden.

James-Webb-Teleskop

In Umgebungen junger Sterne mit wenigen schweren Elementen übersteht der Staub die Entstehung eines Sterns aber möglicherweise nicht. Daher haben Olivia Jones vom Royal Observatory in Edinburgh und ihr Team die Umgebungen junger Sterne untersucht. Mit dem James-Webb-Teleskop haben sie die Sternentstehungsregion NGC 346 in der Kleinen Magellanschen Wolke ins Visier genommen. Die Kleine Magellansche Wolke ist eine Galaxie, die sich in der Nähe der Milchstraße befindet und sie begleitet. Aus insgesamt 45 000 Objekten filterten die Forschenden 500 junge Sterne heraus, die gerade entstehen, und untersuchten die Infrarotstrahlung aus ihrer Umgebung. Denn von dem Stern erwärmter Staub verrät sich durch Strahlung in diesem Bereich. Das Ergebnis: Alle untersuchten Sterne sind von Staub umgeben. Für die Astronominnen und Astronomen zeigt dies, dass der Staub die Sternentstehung übersteht und dort tatsächlich Gesteinsplaneten beginnen, sich zu bilden.

Im Vergleich zu anderen Regionen, in denen Planeten entstehen, enthält die Kleine Magellansche Wolke deutlich weniger schwere Elemente. So sind für die Region unserer Milchstraße, in der die Sonne und ihre Planeten entstanden sind, etwa fünfmal höhere Anteile schwerer Elemente typisch. Die kleine Galaxie ist somit nicht mit den heutigen Bedingungen unseres Sonnensystems, sondern eher mit Galaxien im jungen Kosmos vergleichbar, etwa drei Milliarden Jahre nach dem Urknall. Jene Epoche bildete den Höhepunkt in puncto Sternentstehung. Offenbar konnten also auch in dieser wichtigen kosmischen Epoche bereits erdähnliche Planeten entstehen, so das Fazit von Jones und ihrem Team.