{"id":161037,"date":"2018-12-13T14:38:20","date_gmt":"2018-12-13T13:38:20","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=161037"},"modified":"2018-12-13T14:38:20","modified_gmt":"2018-12-13T13:38:20","slug":"planeten-entstehung-lmu-physiker","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/planeten-entstehung-lmu-physiker\/","title":{"rendered":"LMU-Physiker: \u201e\u00dcberraschend, wie schnell Planeten entstehen\u201c"},"content":{"rendered":"<p>Wie werden Planeten geboren? \u00dcber unseren Planet Erde hei\u00dft es, er entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus derselben Gaswolke wie die Sonne \u2013 wie \u00fcbrigens auch die anderen Planeten unseres Sonnensystems. Insgesamt haben Astronomen bisher fast 4.000 Exoplaneten in der Umlaufbahn um entfernte Sterne katalogisiert, ihr Entstehungsprozess ist aber noch immer ungekl\u00e4rt. Es gibt somit noch jede Menge \u00fcber die Geburt von Planeten und die genauen kosmischen Prozesse zu lernen, die die unterschiedlichsten Planeten entstehen lassen, die bereits entdeckt sind. Darunter sind so genannte hei\u00dfe Jupiter, massive felsige Welten, eisige Zwergplaneten.<\/p>\n<p>Allgemein geht man davon aus, dass junge Planeten durch die allm\u00e4hliche Ansammlung von Staub und Gas in einer protoplanetaren Scheibe geboren werden, beginnend mit eisigen Staubk\u00f6rnern, die zu immer gr\u00f6\u00dferen Gesteinen zusammenwachsen, bis hin zu Asteroiden, Planetesimalen und Planeten. Dieser Prozess sollte viele Millionen Jahre dauern, was darauf hindeutet, dass seine Auswirkungen auf die protoplanetaren Scheiben am st\u00e4rksten in \u00e4lteren, reiferen Systemen zu finden sind. Immer mehr Beweise deuten jedoch darauf hin, dass dies nicht immer der Fall ist.<\/p>\n<p>Um den Fragen nach der Entstehung von Planten auf den Grund zu gehen, hat ein internationales Team von Astronomen, zu dem auch LMU-Physiker Prof. Dr. Til Birnstiel geh\u00f6rt, mithilfe hochaufl\u00f6sender Bilder des Atacama Large Millimeter\/Submillimeter Arrays (ALMA), eines internationalen Radioteleskop-Observatoriums in den chilenischen Anden, nun erstmals ein umfassendes Screening von 20 dieser Planeten-\u201eKinderstuben\u201c durchgef\u00fchrt.<\/p>\n<p>\u201eWie Planeten geboren werden, ist immer noch ein R\u00e4tsel\u201c, gesteht Prof. Birnstil. \u201eDie Ringstrukturen in den protoplanetaren Scheiben gelten als Hinweise auf die Existenz junger Planeten, aber bei der Frage, wie diese Ringe entstehen, gibt es noch viel zu entdecken. Dabei geht es nicht nur um die Erforschung kleiner Details, wie vielleicht in manchen anderen Gebieten der Physik, sondern um ganz grunds\u00e4tzliche Mechanismen.\u201c<\/p>\n<p>Die ALMA-Bilder zeigen unerwartet komplexe Muster und, dass viele Unterstrukturen wie konzentrische L\u00fccken oder schmale Ringe in fast allen Scheiben vorkommen, w\u00e4hrend in einigen F\u00e4llen auch gro\u00dffl\u00e4chige Spiralmuster und bogenartige Merkmale vorhanden sind. \u201eAnhand dieser gro\u00dfen Datenmengen konnten wir erstmals Statistik betreiben und erfassen, welche Details typisch sind und h\u00e4ufig vorkommen \u2013 etwa Ringe \u2013 und welche Merkmale selten sind, wie beispielsweise Spiralstrukturen. Scheinbar hat jede Scheibe eine Substruktur. Die Scheiben sind unterschiedlich gro\u00df, ihre Masse ist unterschiedlich und sie sind nicht so glatt, wie man sie sich fr\u00fcher vorgestellt hat\u201c, erkl\u00e4rt Birnstil.<\/p>\n<figure id=\"attachment_161036\" aria-describedby=\"caption-attachment-161036\" style=\"width: 400px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-161036\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/birnstiel_535_web.jpg\" alt=\"\" width=\"400\" height=\"266\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-161036\" class=\"wp-caption-text\">Prof. Dr. Til Birnstil, \u00a9 LMU<\/figcaption><\/figure>\n<h4>Weitere Forschungen n\u00f6tig<\/h4>\n<p>Au\u00dferdem variieren die Abst\u00e4nde der Scheiben und Ringe zu ihrem jeweiligen Heimatstern von rund 150 Millionen Kilometern bis zu mehr als der dreifachen Entfernung des Neptuns von unserer Sonne. Nach Ansicht der Forscher deuten alle diese Beobachtungen darauf hin, dass sich gro\u00dfe Planeten, die in Gr\u00f6\u00dfe und Zusammensetzung wahrscheinlich Neptun oder Saturn \u00e4hnlich sind, viel schneller bilden, als man bisher angenommen hat.<\/p>\n<p>Die gr\u00f6\u00dfte \u00dcberraschung sei bei den aktuellen Untersuchungen daher gewesen, wie schnell und zahlreich Planten entstehen k\u00f6nnen, vor allem bei so gro\u00dfen Abst\u00e4nden zum \u201eHeimatstern\u201c, sagt der Professor f\u00fcr theoretische Astrophysik der <a href=\"https:\/\/www.uni-muenchen.de\/index.html\">Ludwig-Maximilians-Universt\u00e4t M\u00fcnchen<\/a>. \u201eDie g\u00e4ngigen Modelle gehen davon aus, dass Planeten durch die Ansammlung von Staub und Gas in der protoplanetaren Scheibe geboren werden. Die Ringe fungieren dabei als eine Art \u201aStaubfalle\u2018, in der lokale St\u00f6rungen daf\u00fcr sorgen, dass kleinere Staubteilchen angeh\u00e4uft werden, bis das entstehende Gebilde so gro\u00df ist, dass die Gravitation greift.\u201c<\/p>\n<p>Bisher ging man davon aus, dass dieser Entstehungsprozess Millionen von Jahren dauern w\u00fcrde, umso l\u00e4nger, je weiter der Ring vom zugeh\u00f6rigen Stern entfernt ist. \u201eDie Ringe in unseren Scheiben sind aber nur wenige Millionen Jahre alt und zudem oft sehr weit \u201adrau\u00dfen\u2018. Wir haben schon in unserem Planetensystem Probleme, die Entstehung der \u00e4u\u00dferen Planeten zu beschreiben\u201c, betont Birnstil. \u201eIn der Astrophysik rechnen wir mit astronomischen Einheiten. Eine astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung der Erde von der Sonne. Der \u00e4u\u00dferste Planet in unserem eigenen Planetensystem ist 30 astronomische Einheiten von der Sonne entfernt. Die Ringe der nun von uns untersuchten Scheiben sind teilweise deutlich weiter von ihrem Stern entfernt, mitunter \u00fcber 100 astronomische Einheiten. Dennoch spricht unserer Ansicht nach alles daf\u00fcr, dass dort Planeten sind.\u201c<\/p>\n<p>Durch einen Vergleich der Scheiben konnten sie auch untersuchen, ob die Position der Ringe mit der Leuchtkraft ihres Heimatsterns variiert. \u201eEine Theorie zur Entstehung der Ringe geht n\u00e4mlich davon aus, dass sie mit der Verdampfung bestimmter Stoffe in Verbindung stehen k\u00f6nnten. Wir fanden aber keinerlei Zusammenh\u00e4nge und konnten diese Idee widerlegen \u2013 das macht es wahrscheinlicher, dass die Ringe wirklich mit der Entstehung von Planeten zusammenh\u00e4ngen.\u201c<\/p>\n<p>Eine weitere \u00dcberraschung f\u00fcr ihn sei gewesen, dass scheinbar alle Ringe denselben Grad an Durchsichtigkeit besitzen, f\u00e4hrt Birnstil fort. \u201eDie protoplanetaren Scheiben sind ja sehr unterschiedlich und man w\u00fcrde erwarten, dass die Teilchengr\u00f6\u00dfen unterschiedlich sind und dass es dichtere und weniger dichte Ringe gibt. Trotzdem nehmen alle auf einer Skala zwischen 0, gleich durchsichtig, und gr\u00f6\u00dfer eins, gleich undurchsichtig, einen Wert von 0,6 ein. Das spricht daf\u00fcr, dass ein bisher unbekannter Mechanismus daf\u00fcr sorgt, dass das so ist.\u201c<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/vimeo.com\/110577789\">https:\/\/vimeo.com\/110577789<\/a><\/p>\n<p>F\u00fcr die Wissenschaft w\u00e4re es auf jeden Fall interessant, noch weiter entfernte Scheiben zu untersuchen, erkl\u00e4rt Birnstil. \u201eDie zu unserem Sonnensysten am n\u00e4chsten gelegenen Scheiben, die wir jetzt beobachten konnten, sind alle relativ gro\u00df und zwischen einer und zehn Millionen Jahre alt. Es w\u00e4re interessant zu wissen, ob es in kleineren oder j\u00fcngeren Scheiben auch bereits Ringstrukturen gibt. Dann k\u00f6nnte man genauer sagen, ab wann Planeten entstehen. Wenn man das mit dem Kennenlernen von Menschen vergleicht, k\u00f6nnte man sagen, dass wir am Anfang unserer Forschungen nur drei Menschen in unserer N\u00e4he kannten. Jetzt kennen wir alle Menschen der Umgebung, aber die Bev\u00f6lkerung fernerer L\u00e4nder, die m\u00f6glicherweise ganz anders ist, kennen wir noch nicht so gut.\u201c<\/p>\n<p><em>Titelbild: Die 20 von ALMA im Bild festgehaltenen protoplanetaren Scheiben. \u00a9 ALMA (ESO\/NAOJ\/NRAO), S. Andrews et al.; NRAO\/AUI\/NSF, S. Dagnello<\/em><\/p>\n<p>Auch interesant:<br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/eso-teleskop-neugeboren-planet-pds-70\/\">ESO-Teleskop zeigt erstes best\u00e4tigtes Bild eines neugeborenen Planeten<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/einstein-allgemeine-relativitaetstheorie-test\/\">Einsteins Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie erfolgreich getestet<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/gehirn-gerst-astro-alex-lmu-weltraum\/\">Wie steht\u201bs um das Gehirn von Astro-Alex? 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