Die Entdeckung, dass unsere Galaxie von Exoplaneten übersät ist, hat auch die große Vielfalt an Planetensystemen dort draußen offenbart und Fragen über die Prozesse aufgeworfen, die sie gestaltet haben. Eine neue im Journal Science veröffentlichte Studie eines internationalen Teams könnte die Architektur von Mehrfachsternsystemen erklären, in denen Planeten durch große Lücken voneinander getrennt sind und nicht in der gleichen Ebene kreisen wie ihre Zentralsterne.
„In unserem Sonnensystem kreisen die acht Planeten und die vielen kleineren Objekte in einer flachen Ebene um die Sonne. Aber in einigen fernen Systemen kreisen die Planeten auf einer geneigten Ebene – manchmal eine sehr steile“, erklärte Jaehan Bae von der Carnegie Institution for Science, ein Mitglied des Teams. „Den Ursprung der extrem großen Neigungswinkel zu verstehen, könnte helfen, Einzelheiten über den Entstehungsprozess von Planeten zu aufzuzeigen.“
Sterne werden in Sternentstehungsregionen aus Gas und Staub geboren, sogenannten Molekülwolken, und bilden sich oft in kleinen Zweier- oder Dreiergruppen. Diese jungen Sterne sind von rotierenden Scheiben aus übrig gebliebener Materie umgeben, in denen junge Planeten entstehen. Die Struktur der Scheibe wird die Verteilung der in ihr entstandenen Planeten bestimmen, aber ein Großteil dieses Prozesses ist noch unklar.
Unter Leitung von Stefan Kraus von der University of Exeter fand das Team den ersten direkten Beleg, der die theoretische Vorhersage bestätigt, dass gravitative Wechselwirkungen zwischen den Mitgliedern eines Mehrfachsternsystems ihre Scheiben verzerren oder aufbrechen können. Das resultiert in unregelmäßig ausgerichteten Ringen um die Sterne.
Im Verlauf von elf Jahren machten die Forscher Beobachtungen des Dreifachsternsystems GW Orionis, das rund 1.300 Lichtjahre entfernt im Sternbild Orion liegt. Ihre Studie wurde mithilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte und des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) durchgeführt, einem Radioteleskop aus 66 Antennen.
„Unsere Bilder zeigen einen extremen Fall, bei dem die Scheibe nicht flach sondern verzerrt ist und einen fehlgerichteten Ring besitzt“, sagte Kraus.
Die Ergebnisse wurden mit Simulationen überprüft. Sie demonstrierten, dass die beobachtete Unordnung in den Umlaufbahnen der drei Sterne das Aufbrechen der Scheibe in die verschiedenen Ringstrukturen verursacht haben könnte.
„Wir sagen voraus, dass zukünftige Beobachtungskampagnen viele Planeten mit geneigten, weit voneinander entfernten Umlaufbahnen entdecken werden“, sagte der Co-Autor Alexander Kreplin von der University of Exeter.
„Dieses System ist ein großartiges Beispiel dafür, wie die Theorie und die Beobachtung sich gegenseitig beeinflussen können. Ich bin gespannt zu sehen, was wir mit weiteren Studien über dieses System und ähnliche Systeme erfahren.“
(THK)
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