Vergrößern von Proto-Planetary Disks

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Auf dem Weg zur Planetenbildung ist der erste Schritt eine Akkretionsscheibe um einen Protostern. Der verräterische Hinweis darauf, dass sie existieren, ist das warme Infrarotglühen des sich bildenden (oder vielleicht fast gebildeten) Sterns, der das Gas und den Staub erhitzt. Obwohl viele auf diese Weise erkannt wurden, wurden nur wenige mit einer Auflösung beobachtet, die Details auf der Platte erkennt selbst. Eine neue Studie soll dazu beitragen, das Verständnis dieser Systeme durch räumlich aufgelöste Beobachtungen von zwei Proplyden zu verbessern, darunter eines, von dem bereits bekannt ist, dass es ein System mit mehreren Planeten beherbergt.

Die beiden neuen untersuchten Systeme sind HD 107146 und HR 8799. Das letztere dieser beiden Systeme weist vier bekannte Planeten auf, die zuvor direkt abgebildet wurden. HD 107146 liegt relativ nahe an unserem Sonnensystem und ist nur 28,5 Stück entfernt. Dieser junge Stern ähnelt der Sonne in Masse und Zusammensetzung und ist schätzungsweise zwischen 80 und 200 Millionen Jahre jung. Frühere Studien haben die Scheibe dieses Systems untersucht und ergeben, dass sie aus fast so viel Staub wie Gas besteht, was bedeutet, dass ein Großteil des Gases wahrscheinlich entweder angesammelt oder abgestreift wurde. Obwohl nicht direkt entdeckt, haben die früheren Studien auch darauf hingewiesen, dass das System möglicherweise junge Planeten versteckt. Der Beweis dafür ist eine mögliche Streifenbildung auf der Festplatte. Dies wird ähnlich interpretiert wie die Ringe und Lücken im Saturn-System, die durch Hirtenmonde verursacht werden, außer in diesem Fall würde die Rolle des Mondes von Planeten erfüllt, die Resonanzen erzeugen.

Die neue Studie unter der Leitung von Meredith Hughes von der University of California in Berkeley bestätigte das Vorhandensein der Scheibe um den Stern und stellte fest, dass ihre Helligkeit in einer Entfernung von etwa 100 AE vom Mutterstern ihren Höhepunkt erreichte (mehr als das Doppelte der durchschnittlichen Umlaufbahnentfernung von Pluto). Insgesamt stimmen ihre Beobachtungen mit Modellen mit einem „breiten Ring von 50 bis 170 AE“ überein.

Beim Betrachten der Festplatte von HR 8799 erhielt das Team vier Nächte, aber aufgrund des schlechten Wetters nur eine Nacht Daten vom Submillimeter-Array auf Mauna Kea. Die reduzierte Datenmenge hinterließ in der nachfolgenden Analyse hohe Unsicherheiten. Während das Team versuchte, nach Streifen zu suchen, die durch Planeten hervorgerufen werden könnten, konnte das Team keine finden. Eine Studie, die Anfang dieses Jahres von einem Team der University of Exeter veröffentlicht wurde, untersuchte auch die HR 8799-Scheibe und berichtete von einem etwas helleren Klumpen auf einer Seite. Die neue Studie findet einen ähnlichen Klumpen, warnt jedoch davor, dass das Ergebnis aufgrund der immer noch schlechten Beobachtungen dieses Systems verdächtig sein könnte. Ein ähnlicher Fall ereignete sich, als Astronomen Vegas Staubscheibe untersuchten und berichteten, dass sie eine klumpige Struktur fanden, obwohl es sich in Wirklichkeit nur um statistisches Rauschen handelte.

Diese Ergebnisse sowie die vorherigen vom Exeter-Team und Beobachtungen von Spitzer haben vorgeschlagen, dass sich der Staubring bis zu 250 AE und bis zu 80 AU nach innen erstreckt, aber es ist wahrscheinlich, dass der Innenradius näher an 150 AE liegt. Wenn der Innenradius der richtige Wert ist, liegt er ungefähr an der Grenze, an der er vom äußersten Planeten HR 8799b geformt werden könnte, der bei knapp 70 AE liegt.

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