Gaswolke kollabiert – ein Riesenplanet entsteht

Planeten entstehen in der Regel, indem sich Gesteinsbrocken um einen Stern schrittweise zusammenballen. Das gilt jedoch nicht für große Planeten, die weit von ihrem Stern entfernt sind. Wie sie sich bilden, beantworten nun Beobachtungen mit der Teleskopanlage ALMA. Sie zeigen, wie sich Gas in einer Scheibe um einen jungen Stern zusammenballt. So entstand der Vorläufer eines großen Gasplaneten, wie die Autorinnen und Autoren der Studie im Fachblatt „Nature“ berichten.

Seit langem diskutieren Astronominnen und Astronomen, wie sich riesige Gasplaneten weit entfernt von einem jungen Stern bilden. Denn im Gegensatz zur Entstehung anderer Planeten gibt es dort nicht genügend Gesteinsbrocken, die sich Stück für Stück zusammenballen und dann durch die eigene Schwerkraft Gas aus der Umgebung anziehen könnten. Als wahrscheinliche Erklärung gilt daher ein alternatives Szenario: die sogenannte Gravitationsinstabilität. Dabei kollabiert ein Teil der rotierenden Wolke aus Gas um einen jungen Stern direkt zu einem Gasriesen.

Teleskope spüren Kollaps in protoplanetarer Scheibe auf

Bereits vor zwei Jahren war ein Forschungsteam mit dem Weltraumteleskop Hubble auf Hinweise auf diesen Prozess gestoßen – und zwar in der Gasscheibe um den gerade einmal vier Millionen Jahre alten Stern AB Aurigae. Dort waren ihnen seltsame spiralförmige Strukturen aufgefallen, die jenen aus Computersimulationen von Gravitationsinstabilitäten verblüffend ähnlich waren.

Die Radioteleskopanlage ALMA

Diese Spiralen untersuchten Jessica Speedie von der University of Victoria in Kanada und ihr Team nun detaillierter. Dazu nutzten sie das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, kurz ALMA – eine Anlage aus 66 Teleskopen in der chilenischen Atacamawüste. Die Teleskope sind darauf spezialisiert, dichte Gaswolken zu beobachten, in denen Sterne und Planeten entstehen. Mit ALMA untersuchten die Forschenden nun die Strahlung aus der Gasscheibe um AB Aurigae.

Aus den Messungen ermittelten sie, wie sich das Gas in den spiralförmigen Strukturen bewegt. Das Ergebnis: Das Gas strömt in den Spiralen tatsächlich zusammen. Es kollabiert also zu Protoplaneten – den Vorläufern großer Gasplaneten. Wie Speedie und ihr Team betonen, stimme „die beobachtete Bewegung sehr gut mit den Vorhersagen von Simulationen und analytischen Modellen überein“. Die Scheibe um AB Aurigae sei damit auch für künftige Studien ideal. So ließe sich detailliert beobachten, auf welchen unterschiedlichen Wegen Planeten entstehen.