Astronomen haben den ersten direkten Schnappschuss eines entstehenden Planeten gemacht, der sich in der protoplanetaren Scheibe eines jungen Sterns bewegt. Dies ermöglicht es uns, unser Wissen über die Mechanismen der Entstehung von Planetensystemen ernsthaft zu erweitern und die theoretischen Modelle der Planetenentstehung zu testen. Vorabdrucke von Artikeln (eins und zwei) werden auf dem Portal arXiv.org veröffentlicht, kurz über die Arbeit wird auf der Website der Europäischen Südsternwarte beschrieben.
In den letzten zweieinhalb Jahrzehnten, die seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten vergangen sind, haben Astronomen mehrere Tausend Planetensysteme entdeckt, die sich durch eine Vielzahl von Strukturen und Kombinationen von Stern- und Exoplanetentypen auszeichnen, die sie umkreisen. Dies war ein starker Impuls für die Entwicklung von Ideen über die Mechanismen der Entstehung und Evolution von Planetensystemen. Fast alle entdeckten Objekte sind jedoch bereits gebildete Planeten, daher ist die Aufgabe, Planeten im Entstehungsstadium (Protoplaneten) zu entdecken, aus der Sicht unseres Verständnisses der Mechanismen wichtig, die den Ursprung und die Entwicklung von Planetensystemen steuern, einschließlich unserer eigen. Die Aufgabe wird dadurch erschwert, dass bestehende Suchmethoden schlecht geeignet sind, Protoplaneten zu erkennen und direkte Bilder solcher Objekte in der Umgebung, in der sie entstehen (kreisstellare Scheiben um junge Sterne) zu erhalten, ist möglich, aber eher schwierig, daher verwenden Forscher indirekte Methoden, zum Beispiel durch die Bewegung von Gaswolken in einer Scheibe.
In einer neuen Arbeit berichten zwei Astronomengruppen unter der Leitung von Miriam Keppler und André Müller über die Ergebnisse von Beobachtungen, die mit dem SPHERE (Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet REsearch Instrument) Empfänger am VLT (Very Large Telescope) in Chile gemacht wurden. Der Hauptzweck dieses leistungsstarken wissenschaftlichen Spezialwerkzeugs besteht darin, Bilder von Exoplaneten und zirkumstellaren Scheiben mit Direktaufnahmen zu erhalten. Zu diesem Zweck wird das Licht des Sterns mit einem Koronagraphen blockiert und die Daten mit speziellen Algorithmen verarbeitet. Ziel der Beobachtungen war der Tauri-Stern PDS 70 vom Typ T, der sich in einer Entfernung von 370 Lichtjahren im Sternbild Centaurus befindet. Seine Masse wird auf 0,76 Sonnenmassen geschätzt und sein Alter beträgt 5,4 Millionen Jahre. Der Stern ist von einer 2006 entdeckten protoplanetaren Scheibe mit einem durchschnittlichen Radius von etwa 140 astronomischen Einheiten umgeben.
Das Ergebnis von Beobachtungen im Nahinfrarotbereich, die im Rahmen der SHINE- (SpHere INfrared Survey for Exoplanets) und DISK (Sphere Survey for Circumstellar DISK)-Durchmusterungen durchgeführt wurden, war die Entdeckung des sich bildenden Planeten PDS 70b, umgeben von seinem eigenen Akkretionsscheibe, die bei ihrer Bewegung eine Lücke in der protoplanetaren Scheibe erzeugt. Simulationen, die mit Daten aus spektrophotometrischen Beobachtungen durchgeführt wurden, liefern Schätzungen der Masse des Planeten von 2 bis 17 Jupitermassen, einem Radius von 1, 4 bis 3, 7 Jupiterradien und einer Temperatur der äußeren Schichten von 1000 bis 1600 Kelvin. Der Planet befindet sich 22 astronomische Einheiten vom Stern entfernt, und die Umlaufzeit von PDS 70b wird auf 118 Jahre geschätzt. Wissenschaftler stellen fest, dass die durchgeführten Arbeiten nur den ersten Schritt zu einer umfassenden Untersuchung der Parameter der Umlaufbahn und Atmosphäre des neugeborenen Planeten darstellen, weitere Beobachtungen mit dem James Webb-Weltraumteleskop und dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) Radioteleskopsystem wird zusätzliche Einschränkungen für die Eigenschaften dieses Objekts einführen.
Zuvor haben wir darüber gesprochen, wie das Hubble-Teleskop dazu beigetragen hat, die Struktur der Restscheibe eines Sterns zu untersuchen, wie zirkumstellare Scheiben in entfernten Sternen aussehen und wie künstliche Intelligenz gelehrt wurde, nach protoplanetaren Scheiben zu suchen.
