Die Entdeckung wirft neue Fragen zur Migration von Gasriesen sowie zu ihrer Bildung am Rande von Planetensystemen auf.
Mithilfe des ALMA-Radioteleskop-Arrays haben Astronomen vier Brüche in der protoplanetaren Scheibe um den jungen Stern identifiziert, die auf die Anwesenheit eines Quartetts massiver Exoplaneten mit extremen Umlaufbahnen hinweisen - der äußere Planet ist mehr als 1000-mal weiter vom Stern entfernt als der innere. Die Entdeckung wirft neue Fragen zur Migration von Gasriesen sowie zu ihrer Bildung am Rande von Planetensystemen auf. Ein Artikel, der die Studie beschreibt, wurde in den Astrophysical Journal Letters vorgestellt.
„Modelle der Planetenbildung beschreiben in der Regel diejenigen, die bereits beobachtet wurden, sodass neue Entdeckungen nicht unbedingt in Simulationen passen. Zum Beispiel werden massive Welten wie Saturn in zwei Hauptstufen gebildet: Zuerst wird ein fester Kern gebildet und dann wird eine Gasschicht darüber "gespannt". Diese Prozesse müssen jedoch in großen Entfernungen vom Stern sehr langsam sein, sodass fast alle Modelle nicht zur Entstehung massiver Riesen am Rande von Planetensystemen führen “, sagt Kathy Clarke, Hauptautorin der Studie am Institute of Astronomy der University of Cambridge (UK).
Der nach astronomischen Maßstäben junge Stern CI Tau ist nur 2 Millionen Jahre alt und lebt etwa 450 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbildes Stier. Es ist von einer riesigen Staub- und Eisscheibe umgeben, in der Planeten, Satelliten, Asteroiden und andere astronomische Objekte entstanden sind und sich weiter bilden. 2016 wurde der Stern dank der Entdeckung des heißen Jupiter in seiner Umlaufbahn berühmt. Damit war CI Tau der jüngste Stern, der jemals einen Exoplaneten dieses Typs hatte. Und jetzt, dank neuer Beobachtungen von ALMA, wurden in CI Tau b keine weniger interessanten Nachbarn gefunden.
Die Umlaufbahnen aller vier Riesenplaneten im System sind sehr unterschiedlich: Der nächstgelegene ist ungefähr so weit von CI Tau entfernt wie Merkur von der Sonne, und der am weitesten entfernte ist mehr als dreimal weiter vom Stern entfernt als Neptun von der Sonne. Die beiden äußeren Planeten haben eine ähnliche Masse wie Saturn, während einer der inneren fast ein vollständiges Analogon zu Jupiter ist und der zweite fast zehnmal "schwerer" ist.
Künstlerische Darstellung des heißen Jupiters. Bildnachweis: ESO.
Die Entdeckung wirft viele Fragen auf. Erstens haben frühere Beobachtungen gezeigt, dass etwa ein Prozent der Sterne heiße Jupiter in ihren Umlaufbahnen enthalten, aber die meisten von ihnen sind hunderte Male älter als CI Tau. Zweitens ist unklar, ob die drei äußeren Planeten eine Rolle bei der Migration der inneren Welt zum Stern spielten und wenn ja, ob dies typisch für andere Systeme ist. Und schließlich haben Astronomen noch keine überzeugenden Szenarien, die die Bildung der beiden äußeren Planeten offenbaren.
Die nächste Aufgabe nennen Wissenschaftler die Untersuchung dieses mysteriösen Systems bei verschiedenen Wellenlängen, um mehr Informationen über die Eigenschaften der Scheibe und der darin enthaltenen Planeten zu erhalten.
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Roman Zakharov
