Posted in: Exoplaneten, Planeten 7. Oktober 2009 17:32 0 Kommentare Weiter lesen →

Warum “schmutzige” Sterne eher Planeten haben

Grafik zeigt Felsbrocken verschiedener Größe, die in einem leicht diesigen Ring um einen fernen, hell strahlenden Stern kreisenJe mehr Eisen, Sauerstoff und andere schwere Elemente ein Stern enthält, umso eher hat eher Planeten. Eine mögliche Erklärung für diese Beobachtung liefern Computersimulationen niederländischer und amerikanischer Astrophysiker. Indem sich kleine Mineralkörnchen in der Umgebung des jungen Sterns gegenseitig Windschatten geben, finden sie beinahe zwangsläufig zu Planetenvorläufern zusammen.

Grafik: NASA

Dieser sich selbst verstärkende Prozess hängt empfindlich vom Vorrat mineralbildender Elemente in der Geburtswolke des Sterns ab, erläutert Anders Johansen von der Universität Leiden. Mit zunehmendem Gehalt an solchen Elementen erfolge ein extrem rascher Umschlag von planetenfeindlichen zu planetenfreundlichen Bedingungen. “Die Wahrscheinlichkeit für Planeten explodiert förmlich”, so der Forscher.

Johansen und Kollegen modellierten das Geschehen in der Gas- und Staubscheibe, die einen neugeborenen Stern als Überrest seiner Geburtswolke umgibt. In einer solchen zirkumstellaren Scheibe verklumpt der aus schweren Elementen bestehende Staub allmählich zu kieselsteingroßen Objekten. Diese pflügen durch das umgebende Gas und werden durch den Fahrtwind abgebremst, sodass sie langsam auf den Stern zudriften.

Gerät ein Kiesel dabei in den “Windschatten” eines anderen, stoppt sein langsamer Fall. Ganz automatisch entstehen so Grüppchen von Kieseln, die sich zu immer größeren und immer weniger windanfälligen Objekten vereinen. “Wenn eine kleine Gruppe von Steinen die Gasströmung stört, gesellen sich sehr rasch weitere hinzu”, erklärt Johansens Kollege Andrew Youlin von der Universität Toronto. “Das ist wie bei Rennradfahrern, die Kraft sparen wollen.”

Die Simulationen der Gruppe zeigen, dass diese Selbstorganisation auf dramatische Weise mit den Umgebungsbedingungen variiert. Machen die schweren Elemente weniger als ein Prozent der Gasmasse aus, bilden sich demnach nur selten Kieselgruppen – und damit potenzielle Planetenvorläufer. Schon ab einem Anteil von zwei Prozent entstehen dagegen rasch Planetesimale mit Durchmessern von vielen Kilometern.

Interessanterweise dürfte der Anteil schwerer Elemente in der Geburtswolke der Sonne etwas unterhalb des kritischen Werts gelegen haben, so Youdin weiter. Ganz offensichtlich habe es die junge Sonne aber geschafft, den Rohstoff für künftige Planeten zusammenzuhalten, während sie mit ihrer Strahlung und ihrem Teilchenwind das Gas aus der zirkumstellaren Scheibe austrieb.

Forschung: Anders Johansen, Leidse Sterrewacht, Universiteit Leiden; Andrew Youdin, Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto; Mordecai-Mark Mac Low, Department of Astrophysics, American Museum of Natural History, New York

Veröffentlichung Astrophysical Journal Letters, Vol. 704, L75-L79, DOI 10.1088/0004-637X/704/2/L75; Präsentation auf dem 41st Meeting of the AAS Division of Planetary Sciences, Fajardo, Puerto Rico, #52.02

WWW:
Anders Johansen, Universiteit Leiden
Andrew Youdin, University of Toronto
Mordecai-Mark Mac Low, American Museum of Natural History
A Ten Step Program for Star and Planet Formation
Extrasolar Planets: A Matter of Metallicity

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Eine Wiege für Planeten
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