Trotz der Tatsache, dass Planetenringe im Sonnensystem extrem häufig sind, haben sie sich auf Welten, die andere Sterne umkreisen, als sehr schwer zu erkennen erwiesen. Studien von Ringsystemen um jüngere, entfernte Planeten könnten helfen zu klären, wie die Riesenplaneten unseres fast 5 Milliarden Sonnensystems in den ersten Millionen Jahren aussahen.
Seit mehr als zwanzig Jahren der Suche ist es Wissenschaftlern nur einmal gelungen, einen Exoplaneten mit Ringen zu finden. Es stellte sich heraus, dass es sich um einen Super-Saturn J1407 B handelt, der seinen Stern in einer 10-jährigen Umlaufbahn umkreist. Die nächsten Beobachtungen von J1407 B werden erst Anfang der 2020er Jahre möglich sein. Aber jetzt wurde vielleicht ein zweiter beringter Riese gefunden, der zur Hälfte in einer Gas- und Staubscheibe versteckt ist, die den jungen Stern umgibt.
Wie alles begann
Vor einigen Jahren entdeckte ein Doktorand der Universität Warwick (England), Hugh Osborne, ein ungewöhnliches Merkmal im dunklen Dunst um den Stern PDS 110. Fast zwei Jahre lang lagen Daten über das mysteriöse Objekt auf seinem Schreibtisch. Später erhielt ein anderer Astronom, während er denselben Stern mit einem anderen Instrument beobachtete, ähnliche Daten. "In diesem Moment wurde klar, dass es viel interessanter war als ich ursprünglich dachte", sagt Hugh Osborne.
Die Beobachtungen, die mehr als 800 Tage voneinander entfernt waren, waren nahezu identisch. Beide zeigten eine seltsame 25-tägige Verdunkelung des Sterns - zu lang, um dem Schatten eines Planeten zugeschrieben zu werden, der durch die PDS 110-Scheibe läuft. Osborne und seine Kollegen kamen zu dem Schluss, dass das ungewöhnliche Signal ein Ringsystem um einen zuvor unsichtbaren Begleiter sein könnte, der sich durch die Scheibe bewegt, die nach der Sternentstehung übrig geblieben ist. Gas und Staub. Diese Ringe erstrecken sich über ungefähr 50 Millionen Kilometer (fast 200-mal breiter als die Saturnringe, die ungefähr 280.000 Kilometer lang sind). Ein solch riesiges Ringsystem konnte nach Osbornes Schätzungen nur von einem massiven zentralen Objekt gehalten werden - einem potenziellen Riesenplaneten, der größer als Jupiter ist. Alternativ könnte der unsichtbare Begleiter ein Brauner Zwerg sein.
Kontrollschuss
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Die Umlaufbahn des Ringplaneten legt die folgenden Beobachtungen im September 2017 nahe. Selbst ein mittelgroßes Teleskop sollte in der Lage sein, den tiefen Schatten der vom Stern beleuchteten Ringe zu erfassen, damit Amateurastronomen das System beobachten und untersuchen können. Die dritte Reihe von Beobachtungen sollte Wissenschaftlern Daten liefern, die die Existenz der Ringe bestätigen oder widerlegen. „Einmal reicht nicht aus, um jemanden zu überzeugen. Auch zwei Beobachtungen können nicht miteinander in Beziehung gesetzt werden. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass drei identische Zahlen statistisch zufällig sind “, sagte Joel Kastner, Astronom am Rochester Institute of Technology.
Im Gegensatz zu Saturnringen, die sich fast auf derselben Ebene wie die Umlaufbahn des Planeten befinden, sind die angeblichen Ringe um die Begleit-PDS 110 wie Uranus senkrecht geneigt und ragen über der zirkumstellaren Scheibe hervor. Osborne sagt, dass eine solche Verzerrung das Ergebnis der Interaktion mit einem anderen, unsichtbaren Planeten sein könnte.
Nicht so einfach
Allerdings sind nicht alle Astronomen davon überzeugt, dass es sich um die Ringe handelt. Während sie sich über das wahrscheinliche Vorhandensein von Material, das den Exoplaneten umgibt, einig sind, sind sie sich über die Stabilität des Ringsystems nicht sicher. Wenn die Welt bei jeder Umdrehung zweimal die Scheibe eines Sterns durchquert, muss das den Stern umgebende Material alle Gas- und Staubringe um den Planeten herausziehen und sie verzerren. "Es wird höchstwahrscheinlich eine Trümmerwolke anstelle von Ringen sein, die nicht der Struktur um den Saturn ähnelt", sagt der Astronom Jeffroy Lesour vom Institut für Planetologie und Astrophysik in Grenoble (Frankreich).
Es ist auch möglich, dass die erhaltenen Daten nichts mit dem Planeten zu tun haben, sondern sich auf einen oder mehrere Trümmerhaufen beziehen, die in die zirkumstellare Scheibe zurückfallen. Solche Scheiben neigen dazu, mit turbulenten Strömen gefüllt zu sein, die Material von der Scheibe ausstoßen, nur um es wieder hineinzuziehen. Auf diese Weise herausgeworfene Trümmer können zu Stücken zusammenkleben, die der Beobachtung entsprechen. Dann könnte eine besonders langlebige Gruppe oder zwei unabhängige Gruppen, die zufällig zur richtigen Zeit passiert sind, die beobachtete Wiederholung erklären.
Obwohl solche Szenarien möglich sind, ist es unwahrscheinlich, dass sie über ein so großes Zeitintervall zwei unabhängige, jedoch identische Signale erzeugen. Die Ringe würden vom Planeten durch Gravitation an Ort und Stelle gehalten, und freie Cluster würden lose gekoppelt und einer Änderung der Umlaufbahn unterliegen. Es ist schwer zu erkennen, wie sie nach 800 Tagen zur gleichen Zeit die gleiche Form hätten haben können.
Detaillierte Beobachtungen im September sollten helfen, Ringe von Felsbrocken zu unterscheiden und sogar Strukturen und Lücken in ihnen aufzuzeigen. Wenn die Ringe bestätigt werden, wird es fantastisch!
In den ersten Millionen Jahren nach ihrer Gründung hatten Saturn und Jupiter möglicherweise riesige Ringe, die sich irgendwie trennten, zu Monden verschmolzen oder auf Planeten fielen. Die Beobachtung von Ringwelten um junge Sterne wird Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, was im frühen Sonnensystem geschehen sein könnte.
Roman Zakharov
