In einem Test seiner neuen hochauflösenden Fähigkeiten hat das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array ( SEELE ) teilt gerne einige Familienschnappschüsse mit uns. Astronomen, die die Kameras bemannen, haben eines der bisher besten Bilder eines neu entstehenden Planetensystems aufgenommen, das sich um einen kürzlich entzündeten Stern versammelt. Etwa 450 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Stier gelegen, sammelt der junge HL Tau Material um ihn herum, um seine Planeten auszubrüten und die Forscher zu faszinieren.
Dank ALMA-Bildern konnten Wissenschaftler Stadien von Planetenbildung die vermutet, aber nie visuell bestätigt wurden. Dieser sehr junge Stern ist von mehreren konzentrischen Materialringen umgeben, die genau definierte Abstände haben. Ist es möglich, dass diese deutlich markierten Lücken in der solaren Trümmerscheibe dort sind, wo Planeten zu gelieren begonnen haben?
„Diese Merkmale sind mit ziemlicher Sicherheit das Ergebnis junger planetenähnlicher Körper, die in der Scheibe gebildet werden. Dies ist überraschend, da HL Tau nicht älter als eine Million Jahre ist und von solch jungen Sternen nicht erwartet wird, dass sie große Planetenkörper haben, die die Strukturen, die wir auf diesem Bild sehen, erzeugen können“, sagte Stuartt Corder, stellvertretender Direktor von ALMA.
„Als wir dieses Bild zum ersten Mal sahen, waren wir erstaunt über die spektakuläre Detailgenauigkeit. HL Tauri ist nicht älter als eine Million Jahre, doch seine Scheibe scheint bereits voller sich bildender Planeten zu sein. Dieses eine Bild allein wird die Theorien über revolutionieren Planetenbildung ”, erklärte Catherine Vlahakis, stellvertretende ALMA-Programmwissenschaftlerin und leitende Programmwissenschaftlerin der ALMA Long Baseline Campaign.
Werfen wir einen Blick darauf, was wir über die Entstehung des Sonnensystems verstehen…
Durch wiederholte Forschungen vermuten Astronomen, dass alle Sterne entstehen, wenn Staub- und Gaswolken der Schwerkraft erliegen und auf sich selbst kollabieren. Wenn sich der Stern zu entwickeln beginnt, bindet sich der Staub zusammen – und verwandelt sich in eine „Suppe des Sonnensystems“, die aus einer Reihe von Sand und Gesteinen unterschiedlicher Größe besteht. Dieser Schutt erstarrt schließlich zu einer dünnen Scheibe, die den Mutterstern umgibt und wird zur Heimat neu gebildeter Asteroiden, Kometen und Planeten. Wenn die Planeten Materie in sich aufnehmen, formt sich ihre Gravitation in die Struktur der Scheibe um, die sie gebildet hat. Wie beim Ziehen eines Rasenkehrers über abgefallenes Laub räumen diese Planeten einen Weg in ihrer Umlaufbahn und bilden Lücken. Schließlich zieht ihr Fortschreiten das Gas und den Staub in eine noch engere und klarer definierte Struktur. Jetzt SEELE hat uns gezeigt, was einst nur ein Computermodell war. Alles, was wir dachten, über die Planetenentstehung zu wissen, ist wahr und ALMA hat es bewiesen.
Dies ist das schärfste Bild, das jemals von ALMA aufgenommen wurde – schärfer als es routinemäßig im sichtbaren Licht mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA erreicht wird. Es zeigt die protoplanetare Scheibe, die den jungen Stern HL Tauri umgibt. Die Beobachtungen enthüllen noch nie zuvor gesehene Unterstrukturen innerhalb der Scheibe und zeigen sogar die möglichen Positionen von Planeten, die sich in den dunklen Flecken innerhalb des Systems bilden. In diesem Bild sind die Funktionen des HL Tauri-Systems gekennzeichnet. Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
„Dieses neue und unerwartete Ergebnis bietet einen unglaublichen Einblick in den Prozess der Planetenentstehung. Diese Klarheit ist unerlässlich, um zu verstehen, wie unser eigenes Sonnensystem entstanden ist und wie sich Planeten im gesamten Universum bilden“, sagte Tony Beasley, Direktor des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Charlottesville, Virginia, das die ALMA-Operationen für Astronomen in North leitet Amerika.
„Das meiste, was wir wissen Planetenbildung heute basiert auf Theorie. Bilder mit dieser Detailtiefe wurden bisher Computersimulationen oder künstlerischen Eindrücken vorbehalten. Dieses hochauflösende Bild von HL Tauri zeigt, was ALMA erreichen kann, wenn es in seiner größten Konfiguration betrieben wird, und leitet eine neue Ära in unserer Erforschung der Entstehung von Sternen und Planeten ein“, sagt Tim de Zeeuw, Generaldirektor der ESO.
Der Hauptgrund, warum Astronomen diese Art von Struktur noch nie zuvor gesehen haben, ist leicht vorstellbar. Der Staub, der die Planetenscheibe um HL Tau bildet, verbirgt sie auch für sichtbares Licht. Dank der Fähigkeit von ALMA, bei viel längeren Wellenlängen zu „sehen“, kann es abbilden, was im Herzen der Cloud vor sich geht. „Dies ist wirklich eines der bemerkenswertesten Bilder, die jemals bei diesen Wellenlängen gesehen wurden. Der Detailgrad ist so exquisit, dass er noch beeindruckender ist als viele optische Bilder. Die Tatsache, dass wir Planeten bei der Geburt sehen können, wird uns helfen, nicht nur zu verstehen, wie sich Planeten um andere Sterne herum bilden, sondern auch den Ursprung unseres eigenen Sonnensystems“, sagte NRAO-Astronom Crystal Brogan.
Wie funktioniert SEELE Tu es? Den Forschern zufolge wurden die neuen hochauflösenden Fähigkeiten durch einen Antennenabstand von bis zu 15 Kilometern erreicht. Diese Basislinie bei Millimeterwellenlängen ermöglichte eine Auflösung von 35 Millibogensekunden, was einem Penny aus mehr als 110 Kilometern Entfernung entspricht. „Eine solche Auflösung kann nur mit den langen Basislinienfähigkeiten von ALMA erreicht werden und liefert Astronomen neue Informationen, die mit keiner anderen Einrichtung, einschließlich der besten optischen Observatorien, zu sammeln sind“, sagte ALMA-Direktor Pierre Cox.
Dies ist ein zusammengesetztes Bild des jungen Sterns HL Tauri und seiner Umgebung unter Verwendung von Daten von ALMA (vergrößert im Kasten oben rechts) und dem NASA/ESA-Weltraumteleskop Hubble (Rest des Bildes). Dies ist das erste ALMA-Bild, bei dem die Bildschärfe die normalerweise mit Hubble erreichte übersteigt. Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Die langen Grundlinien bedeuten Erfolg für die SEELE Beobachtungen und sind eine Hommage an die gesamte Technologie und Ingenieurskunst, die in seinen Bau eingeflossen sind. Zukünftige Beobachtungen an der längsten möglichen Basislinie von ALMA von 16 Kilometern werden noch detailliertere Bilder bedeuten – und eine Gelegenheit, unser Wissen über den Kosmos und seine Funktionsweise weiter zu erweitern. „Diese Beobachtung veranschaulicht die dramatischen und wichtigen Ergebnisse, die von der NSF erzielt werden, die Weltklasse-Instrumente wie ALMA unterstützt“, sagte Fleming Crim, stellvertretender Direktor der National Science Foundation für Mathematische und Physikalische Wissenschaften. „ALMA entfaltet sein enormes Potenzial zur Enthüllung des fernen Universums und spielt eine einzigartige und transformierende Rolle in der Astronomie.“
Gib ihnen Babyfotos, Mama ALMA… Wir schauen gerne rein!
Quelle der Originalgeschichte: „Revolutionäres ALMA-Bild enthüllt planetare Genesis“ - ESO-Pressemitteilung