Peter Tucker
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Es gibt ein Teleskop, das in fernen Sternensystemen dicke Staubringe sehen kann. Diese Ringe sind riesig - in einigen Fällen breit genug, um die meisten oder alle Planeten in unserem Sonnensystem zu umkreisen. Und sie sind die Geburtsorte von Exoplaneten. Wenn wir verstehen, wie sie funktionieren, können wir lernen, wie sich die Planeten in unserem eigenen Sonnensystem gebildet haben.
Jetzt hat ein Team britischer Forscher herausgefunden, wie sich Säuglingsplaneten innerhalb dieser Ringe bewegen sollten und wie Astronomen diese Bewegungen beobachten könnten, selbst wenn sie die Planeten selbst nicht erkennen können. Ihre Schlussfolgerungen wurden online am 17. Oktober auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht.
"Planeten sind wirklich sehr, sehr schwer direkt zu entdecken", sagte die leitende Studienautorin Farzana Meru, eine planetarische Astronomin an der University of Warwick. "Aber Planeten öffnen eine Lücke in der Scheibe."
Wie ein kleiner Tunnelmole, der eine Spur über die Oberfläche eines Gartens hinterlässt, schnitzen Exoplaneten Pfade durch protoplanetare Scheiben, die Astronomen erkennen können, auch wenn sie die Planeten nicht direkt sehen können. Und selbst die Fähigkeit, diese Spuren zu erkennen, sei neu, sagte Meru. Diese Detailgenauigkeit werde durch das im März 2013 in Chile fertiggestellte Atacama-Teleskop mit großem Millimeter- / Submillimeter-Array (ALMA) ermöglicht. [8 coole Fakten zum ALMA-Teleskop]
Diese Spuren sind jedoch nicht langlebig genug, um die sehr lange Geschichte zu erzählen, wie ein Planet innerhalb seines Systems gewandert ist. Forscher wissen seit langem, dass Planeten ihre Umlaufbahnen erheblich verändern können, haben das Verhalten in Aktion jedoch nie beobachtet.
Die Technik von Meru und ihrem Team könnte das ändern. Das liegt daran, dass ALMA, selbst wenn sie den Planeten selbst nicht sehen kann, die Größe des Staubes in dem ihn umgebenden Ring sehen kann.
"Kleine Wellenlängen [der elektromagnetischen Strahlung] entsprechen kleinen Staubgrößen, und größere Wellenlängen entsprechen größeren Staubgrößen", sagte sie.
Forscher, die sich ALMA-Daten ansehen, können also feststellen, ob der Staub in einem Ring dicker oder feiner ist als der Staub in einem anderen.
Merus Team simulierte, wie sich diese Staubpartikel während der Migration des Planeten sortieren würden. Wenn ein Planet nach innen in Richtung seines Sterns wandert, sollten die nahe gelegenen Staubpartikel schneller werden und sie in eine breitere Umlaufbahn schleudern. Größere Staubpartikel werden jedoch leichter herumgeschleudert, während kleinere Partikel durch Ziehen gegen Umgebungsgas im Ring verlangsamt werden.
Über lange Zeiträume, sagte Meru, sollte dies zwei unterschiedliche Staubringe um einen nach innen wandernden Planeten erzeugen: einen außerhalb seiner Umlaufbahn, der aus dickeren Partikeln besteht, die durch seine Bewegung dort herausgeschleudert werden; und eine innerhalb der Umlaufbahn des Planeten, bestehend aus den feineren Teilchen, die durch Umgebungsgase zu verlangsamt wurden, um mitzufolgen.
ALMA sollte in der Lage sein, diesen Effekt in den Wellenlängen der Strahlung zu sehen, die seine fein abgestimmten Sensoren aus diesen entfernten Trümmerwolken erreichen, stellte das Team fest - und bot die bisher beste Gelegenheit, einen wandernden Planeten in Aktion zu fangen, sagte Meru.
Ursprünglich veröffentlicht am .