Wie sind Mars, Erde oder Uranus entstanden?: Neue Beobachtungen eines weit entfernten Sterns liefern Hinweise

Im Sternbild „Orion“, um den 1300 Lichtjahre entfernten Stern HOPS-315, entsteht gerade ein Planet.

Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forschungsteams mit dem Weltraumteleskop James Webb sowie der radioastronomischen Antennenanlage Alma in Chile. Wie die Messungen zeigen, bilden sich in einer Scheibe aus Gas um den Stern erste Kristalle aus Siliziummonoxid – Grundbausteine für die Entstehung von Gesteinsplaneten. Damit gewinne man erstmalig Einblick in diese erste Phase der Planetenbildung, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Dieser Prozess wurde noch nie zuvor in einer protoplanetaren Scheibe beobachtet“, erläutert Team-Mitglied Edwin Bergin von der University of Michigan in den USA. Theoretische Modelle und Computersimulationen zeigen, wie sich solche Kristalle zu immer größeren Gesteinskörpern verdichten und so schließlich „Planetesimale“ bilden. Aus diesen kilometergroßen Himmelskörpern entstehen dann durch Zusammenstöße und Verschmelzungen Gesteinsplaneten wie die Erde und die Kerne großer Gasplaneten wie Jupiter.

Erste Phase für Forscher bislang verborgen

Zwar haben Astronomen bereits in vielen Gasscheiben um junge Sterne Hinweise auf die Bildung von Planeten aufgespürt. Doch die erste Phase, in der sich in der Scheibe die ersten festen Stoffe bilden, blieb den Himmelsforschern bislang verborgen. Der Stern HOPS-315, der vergleichbar ist mit der jungen Sonne, ist mit einem Alter von wenigen Hunderttausend Jahren selbst noch in der Entstehungsphase. Und deshalb ein besonders geeignetes Objekt, um Einblick in den Beginn der Planetenbildung zu erhalten.

Beobachtungen mit dem Webb-Teleskop lieferten erste Hinweise: Aus der Umgebung des jungen Sterns kommt infrarote Strahlung von Siliziummonoxid, und zwar sowohl als Gas als auch in der Form von Kristallen. Um herauszufinden, wo in der Umgebung von HOPS-135 diese Strahlung genau ihren Ursprung hat, nahm das Team den Stern mit Alma ins Visier.

Prozess der Verfestigung hat wohl gerade erst begonnen

Wie die Beobachtungen zeigen, stammt die Siliziummonoxid-Strahlung aus einer Region der Scheibe, die sich in der 2,2-fachen Entfernung Erde–Sonne vom Stern befindet. Das entspricht etwa dem inneren Rand des Asteroidengürtels in unserem Sonnensystem. Da die Beobachtungen Siliziummonoxid sowohl als Gas als auch als Kristalle zeigten, habe der Prozess der Kondensation, also der Verfestigung, offenbar gerade erst begonnen, betonen die Wissenschaftler.

Die Scheibe von HOPS-315 biete daher eine einzigartige Vorlage für die Erforschung nicht nur der Planetenentstehung bei fernen Sternen, sondern auch der Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems, so Team-Mitglied Merel van ‘t Hoff von der Purdue University in den USA: „Dieses System ist eines der besten, die wir kennen, um einige der Prozesse zu untersuchen, die in unserem Sonnensystem stattgefunden haben.“ (dpa)