Künstlerische Konzeption der 25 Millionen Jahre alten protoplanetaren Scheibe. Bildnachweis: David A, Aguilar (CfA). klicken um zu vergrößern
Hören Sie sich das Interview an: Planetenscheibe, die sich weigert, erwachsen zu werden (6 MB)
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Fraser Cain: Sie haben die älteste Planetenscheibe gefunden. Können Sie mir ein Gefühl dafür geben, wie ungewöhnlich das ist?
Lee Hartmann: Hier geht es um die älteste planetare oder protoplanetare Scheibe. Der älteste, den wir bisher gefunden haben, war etwa 10 Millionen Jahre alt, also etwa 2 bis 2,5 Mal so alt wie alles, was wir zuvor gefunden haben.
Fraser: War das eine große Überraschung, etwas so Altes zu finden?
Hartmann: Ja, es scheint, als hätten die Hälfte oder mehr der Sterne eine Art ausgedehnte Staubscheibe mit etwas, das Planeten bilden würde. Im Alter von etwa einer Million Jahren oder so. Und dann haben Sie in 10 Millionen Jahren oder so nur noch 10 % aller Sterne oder vielleicht sogar weniger. Es war wirklich ziemlich bemerkenswert, dieses Ding im doppelten Alter zu finden. Wir dachten, dass wir in 20 Millionen Jahren wirklich auf Null sein würden für alles, was noch Staub um sich herum hatte, das sehr ähnlich einer Planetenscheibe war.
Fraser: Was könnte die Festplatte so lange stabil halten?
Hartmann: Das ist nicht ganz klar. Das Zentralsystem ist in diesem Fall eigentlich ein naher Doppelstern und so ist es – anders als bei einem einzelnen Stern in unserem Sonnensystem – möglich, dass es zwei Sterne mit fast gleicher Masse gibt, die in einer sehr engen Umlaufbahn umkreisen, und zwar in der Größe von irgendwo zwischen der Umlaufbahn von Merkur und der Umlaufbahn der Venus; etwas in dieser Größe. Das könnte die Dinge irgendwie aufwühlen, weil jeder Stern seine eigene Schwerkraft hat, und während sie sich bewegen, könnten sie die Scheibe aufwühlen und die Teilchen bewegen. Was unserer Meinung nach bei der Herstellung von Planeten passiert, ist, dass der Staub, die kleinen Staubhäschen, elektrostatisch zu kleinen Klumpen kleben und dann immer größer werden. Und es macht Gesteine und dann Dinge, die eher Asteroiden ähneln, und schließlich Planeten. Und das Stadium der Planetenbildung ist es, was diesen ganzen Staub wirklich entfernt. Und so wird dieser Prozess als sehr heikel angesehen und die Dinge regeln sich über Zeitskalen von Tausenden bis Millionen von Jahren. Es ist möglich, dass, wenn Sie es ein wenig aufwühlen und die Partikel in der Schwebe halten, sie nicht wirklich gut zusammenkleben und den Rest des Planetenbildungsprozesses nicht wie die meisten anderen Sterne durchlaufen.
Fraser: Wie üblich wäre so etwas? Da dies der älteste gefundene ist, glauben Sie, dass es noch andere in der Nähe gibt, oder ist das nur ein Zufall?
Hartmann: Es ist schwer vorstellbar, dass es nur eines dieser Dinge in der Galaxie gibt, geschweige denn das gesamte Universum. Dies muss jedoch, soweit wir das beurteilen können, ein sehr seltenes Ereignis sein. Wir können große Sternhaufen sehen, die 30 Millionen Jahre alt, 50 Millionen Jahre alt, 100 Millionen Jahre alt sind, und sie haben nichts dergleichen in mehreren Hundert oder sogar Tausenden von Sternen insgesamt gefunden. Es ist wahrscheinlich 1 von 1000, vielleicht oder so ähnlich. So ungefähr würde ich es vermuten, aber es ist schwer zu sagen. Wir haben uns diese Dinge nicht genau genug angeschaut. Das ist uns bis vor kurzem nicht gelungen. Das Spitzer-Weltraumteleskop hat einfach so viel mehr Empfindlichkeit als alles andere, was wir zuvor tun konnten. Es hat nur Hunderttausende Male unsere Fähigkeit, schwache Quellen wie dieses zu erkennen, gemacht. Wir machen gerade die ersten kleinen Schritte, um zu erkunden, was es da draußen und in unserer eigenen Nachbarschaft gibt. Mit dem Spitzer-Teleskop beginnen sie, sich einige dieser anderen Cluster anzusehen, sie bestätigen, dass das doppelte Alter dieses Systems, weniger als 1 von 1000, so ist. Es ist wirklich ein ziemlich einzigartiges System. Wir müssen es unter besonderen Umständen erwischt haben.
Fraser: Glaubst du, dass es noch Millionen und Abermillionen von Jahren so weitergehen könnte? Ist das noch ein frühes Alter dafür?
Hartmann: Das verstehen wir nicht so gut. Und einer der Gründe, diese Art von Systemen zu untersuchen, ist, dass wir wirklich viel Hilfe brauchen, um die Physik zu verstehen. Die Physik, wie sich Planeten im Grunde genommen aus Staubhäschen bilden. Es ist einfach ein so komplizierter Prozess, und es gibt alle möglichen Dinge, die wir nicht ganz verstehen, dass wir wirklich mehr Umfragen zu diesen Dingen machen müssen. Ich weiß nicht genau, was mit diesem System passieren wird. Meine eigene Meinung ist, dass es wahrscheinlich nicht weitergehen und zu Planeten gerinnen wird, wenn es dies nicht bereits getan hat. Die Theorie besagt, dass es eine Art Schwelle gibt, die Sie erfüllen müssen. Sie müssen gerade genug Zeug haben, um es zu verwirklichen, um wirklich über den Buckel zu kommen, größere Körper zu bauen, die dann den ganzen kleineren Staub auffegen und die Scheibe ausräumen können. Wenn Sie diese Schwelle nie erreichen, werden Sie möglicherweise keine Planeten erstellen. Ich vermute, dass es einfach verpuffen könnte und einige der Staubkörner entweder ausgeblasen werden oder langsam in den Stern hineinspiralen und das ist das Ende, aber wir verstehen es nicht wirklich.
Fraser: Wurden schon vorher planetenbildende Scheiben um Binärsysteme gesehen?
Hartmann: Ja, wenn ich nur sagen darf, dass wir davon ausgehen, dass diese Scheiben Planeten bilden. Wir haben nicht wirklich die komplette Rauchpistole gehabt, um zu sagen, dass diese staubigen Scheiben tatsächlich Planeten machen. Ich denke, es ist sehr wahrscheinlich, weil wir all diesen Staub um sehr junge Sterne herum sehen und dann ist alles weg. Wir wissen, dass wir den ganzen Staub koagulieren und die kleinen Dinge sammeln und in große Dinge packen müssen, um Planeten zu bauen. Das ist die Annahme, die wir machen, aber ich wollte nur sagen, dass wir die Punkte zu diesem Thema nicht wirklich miteinander verbunden haben.
Fraser: Richtig, wurden also Festplatten in der Nähe von Binärsystemen wie diesem gesehen?
Hartmann: Ja, das haben sie. Dieses Problem besteht darin, dass Sie die Festplatte im Grunde nicht auf der gleichen Umlaufbahn wie die binäre Umlaufbahn haben können. Der andere Stern schluckt einfach den ganzen Staub oder verdampft ihn oder bläst ihn weg. Auf der anderen Seite, wenn Sie eine sehr breite Binärdatei haben, wenn Sie etwas haben, bei dem der andere Stern sehr weit entfernt ist, können Sie eine Scheibe gut innerhalb dieser Binärdatei haben und es weiß nicht, dass ein anderer Stern umkreist. Wir umkreisen die Sonne, und Jupiter befindet sich in mehreren astronomischen Einheiten da draußen, und das macht nur kleine Störungen auf der Umlaufbahn der Erde. Ebenso könnten Sie ein System haben, in dem die beiden Sterne relativ nahe beieinander liegen und die Scheibe weit außerhalb des Außengebiets liegt. Und so sieht es für diese Diskette fast so aus, als ob es einen einzelnen Stern gäbe. Es ist nicht genau so, weil die beiden Sterne umkreisen und die Schwerkraft sie ein wenig aufwirbelt. Aber es ist nicht weit davon entfernt, nur ein einziges Objekt zu haben. Solange die Festplatte also entweder viel größer als die Binärdatei oder kleiner als die Binärdatei ist, sind Sie in Ordnung. Wenn die Scheibe jedoch viel größer als die Binärscheibe ist, kann sie so dünn und so ausgebreitet sein, dass sie nie wirklich effektiv zu Planeten koaguliert. Das ist etwas, was wir vorhersagen würden, aber das können wir noch nicht beobachten.
Fraser: Haben Sie dazu einige Folgebeobachtungen geplant?
Hartmann: Ich denke, wir möchten versuchen, längerwellige Beobachtungen zu machen, um zu sehen, wo die Scheibe endet, denn in dieser Reihe von Beobachtungen sagen wir im Grunde, dass es eine Scheibe gibt, aber wir wissen nicht wie groß ist es. Die Frage ist, gibt es etwas außerhalb dieses Systems, das die Festplatte ebenfalls stören könnte. Nach allem, was wir wissen, könnte es sogar ein Dreifachsystem sein, mit einem sehr viel breiteren Begleiter, der eine geringe Masse hat und wir noch nicht gesehen haben. Und das könnte es wirklich aufwühlen und die Scheibe daran hindern, Planeten zumindest koagulieren zu lassen. Und dann versuchen wir auch, andere Systeme wie dieses zu identifizieren, die ebenfalls 20 Millionen Jahre alt sind, 30 Millionen Jahre alt. Wenn wir noch mehr dieser Dinge finden können, nur um zu sehen, wie häufig sie sind und ob sie alle Binärdateien sind oder was das Besondere daran ist, dass sie so lange halten. Im Grunde versuchen wir zu sehen, wie sich eine Scheibe in Planeten verwandelt, aber das dauert natürlich Millionen von Jahren, also kann man das nicht verfolgen – zumindest kann ich es nicht verfolgen. Es ist, als würde man eine Momentaufnahme einer Bevölkerung machen. Sie haben alte Leute und junge Leute und Babys und so weiter. Und du versuchst daraus abzuleiten, wie die Entwicklung aus dem Zusammenfügen der verschiedenen Teile abläuft. Und dann sind manche Leute dicker oder besser ernährt und haben eine andere Kultur oder was auch immer, und man versucht zu sehen, welche unterschiedlichen Auswirkungen diese Momentaufnahme auf die Bevölkerung hat. Zu versuchen, andere Systeme zu finden, die so sind, ist eine Möglichkeit, das Experiment durchzuführen, um zu sehen, was passiert, wenn Sie einen viel breiteren Doppelstern haben oder was passiert, wenn es sich um einen Stern mit einer anderen Masse in der Mitte handelt. Wir können das Experiment nicht wirklich durchführen, aber wenn wir genug verschiedene Arten von Objekten wie dieses finden, dann hat die Natur das Experiment an verschiedenen Orten durchgeführt, und wir müssen nur rausgehen und es uns ansehen.
Diese Entdeckung war ursprünglich angekündigt auf Universe Today am 19. Juli 2005.
