SPHERE enthüllt faszinierende Vielfalt von Scheiben um junge Sterne

Neues aus der Forschung

Meldung vom 11.04.2018

ESO-Bildveröffentlichung (Garching): Neue Bilder des SPHERE-Instruments am Very Large Telescope der ESO zeigen in nie gekannter Detailgenauigkeit die Staubscheiben, die junge Sterne in unserer kosmischen Nachbarschaft umgeben. Diese Scheiben weisen eine erstaunliche Vielfalt an Formen, Größen und Strukturen auf. Einige ihrer Eigenschaften dürften das Werk von Planeten sein, die in diesen Scheiben entstehen.


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H. Avenhaus et al
Disks Around T Tauri Stars With SPHERE (DARTTS-S) I: SPHERE / IRDIS Polarimetric Imaging of 8 Prominent T Tauri Disks
Astrophysical Journal
 
Diese spektakuläre Aufnahme des SPHERE-Instruments am Very Large Telescope der ESO zeigt die Staubscheibe um den jungen Stern IM Lupi so detailreich wie nie zuvor.

Das SPHERE-Instrument am Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile ermöglicht es Astronomen, das helle Licht nahegelegener Sterne zu unterdrücken, um so eine bessere Sicht auf die sie umgebenden Regionen zu erhalten. Diese Sammlung neuer SPHERE-Bilder ist nur ein Beispiel für die große Vielfalt an Staubscheiben, die in der Umgebung junger Sterne zu finden sind.

Die Staubscheiben weisen sowohl in ihren Größen als auch in ihren Formen beachtliche Unterschiede auf. Einige zeigen hellere Ringe, andere dunkle Ringe, und bei wieder anderen sind mehrere Strukturen übereinander gestapelt wie die Schichten eines Hamburgers. Auch die Ausrichtung am Himmel beeinflusst das Aussehen einer solchen Scheibe – von kreisrunden Scheiben, die wir direkt von oben sehen, bis zu schmalen Gebilden, wenn wir eine Scheibe so gut wie von der Seite sehen.

Die Hauptaufgabe von SPHERE besteht darin, mithilfe direkter astronomischer Aufnahmen größere Exoplaneten um Sterne in unserer kosmischen Nachbarschaft zu entdecken und zu untersuchen. Aber das Instrument ist auch eines der besten Werkzeuge, um Bilder von den Scheiben um junge Sterne zu erhalten – also von denjenigen Regionen, in denen Planeten entstehen können. Entsprechende Untersuchungen können Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften solcher Scheiben und der Planetenentstehung aufzeigen.

Viele der hier gezeigten jungen Sterne stammen aus einer neuen Studie von T Tauri-Sternen, einer Klasse von Sternen mit variabler Helligkeit, die sehr jung sind (weniger als 10 Millionen Jahre alt). Die Scheiben um diese Sterne herum enthalten Gas, Staub und Planetesimale – Planetenbausteine, aus denen mit der Zeit Planetensysteme entstehen können. Die Bilder zeigen uns entsprechend auch, wie unser eigenes Sonnensystem in der Anfangsphase seiner Entstehung vor mehr als vier Milliarden Jahren ausgesehen haben mag.

Die meisten der vorgestellten Bilder wurden im Rahmen der DARTTS-S -Durchmusterung (Discs ARound T Tauri Stars with SPHERE) gewonnen. Die Zielobjekte dieser Durchmusterung sind zwischen 230 und 550 Lichtjahren von der Erde entfernt. Zum Vergleich: Die Milchstraße hat einen Durchmesser von rund 100.000 Lichtjahren; die untersuchten Sterne gehören also in der Tat zu unserer kosmischen Nachbarschaft. Doch selbst aus so vergleichsweise geringer Entfernung i st es alles andere als einfach, gute Bilder des schwachen reflektierten Lichts der Scheiben zu erhalten. Diese Objekte werden durch das gleißend helle Licht ihrer Sterne schlicht überstrahlt.

Und noch eine weitere interessante Beobachtung ist mit SPHERE gelungen: die Entdeckung einer Scheibe um den Stern GSC 07396-00759, die wir genau von der Seite sehen. Der betreffende Stern ist Teil eines Doppelsternsystems, das ebenfalls im Rahmen der DARTTS-S-Durchmusterung erfasst wurde. Seltsamerweise scheint sich diese neue Scheibe in einem späteren Entwicklungsstadium zu befinden als die gasreiche Scheibe um den T Tauri-Stern im gleichen System, obwohl beide Scheiben das gleiche Alter haben sollten. Dieser rätselhafte Unterschied in den evolutionären Zeitskalen von Scheiben um zwei gleichaltrige Sterne ist ein weiterer Grund, warum Astronomen mehr über Scheiben und ihre Eigenschaften erfahren wollen.

Astronomen haben SPHERE außerdem bereits verwendet, um zahlreiche andere beeindruckende Bilder zu erhalten sowie um die Interaktion eines Planeten mit einer Scheibe, Bahnbewegungen sowie die zeitliche Entwicklung solcher Scheiben zu untersuchen.

Gemeinsam mit Daten von anderen Teleskopen wie ALMA revolutionieren die neuen SPHERE-Ergebnisse das Verständnis der Astronomen für die Umgebung junger Sterne und die komplexen Mechanismen der Planetenentstehung.


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