Erstes Portrait eines Planetenbabys

Spektakulärer Schnappschuss: Astronomen haben das erste bestätigte Bild eines frisch gebildeten Planeten aufgenommen. Der junge Gasriese ist als heller Lichtfleck in der Staubscheibe um den jungen Zwergstern PDS 70 zu erkennen. Der Gasplanet umkreist seinen Stern relativ großer Entfernung, dennoch ist es auf ihm mehr als 1.000 Grad heiß, wie Spektralanalysen enthüllten. Sie zeigen auch, dass es in der Atmosphäre des Planeten Wolken gibt.

Die Erde und alle anderen Planeten des Sonnensystems bildeten sich einst in einer rotierenden Staub- und Gasscheibe um die junge Sonne. Solche protoplanetaren Scheiben haben Astronomen inzwischen schon häufiger auch um andere Sterne beobachtet. Teilweise entdeckten sie dabei verräterische Lücken im Gas, die auf die Präsenz eines jungen, frisch entstandenen Planeten hindeuten könnten.

Fahndung in der Staubscheibe

„Diese Scheiben um junge Sterne müssen die Geburtsorte von Planeten sein, aber bisher haben nur wenige Beobachtungen Hinweise auf junge Planeten in ihnen gezeigt“, erklärt Miriam Keppler vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Solche möglichen Babyplaneten entdeckten Forscher unter anderem 2011 und 2015. „Das Problem ist, dass die meisten dieser Planetenkandidaten bisher auch einfach nur Strukturen in der Scheibe sein könnten“, sagt Keppler.

Jetzt liefern Keppler und ihre Kollegen den bisher klarsten Schnappschuss eines Babyplaneten. Sie hatten dafür den knapp 370 Lichtjahre entfernten Stern PDS 70 mit dem SPHERE-Instrument am Very Large Telescope (VLT) der ESO beobachtet. Die Staubscheibe um diesen jungen Zwergstern galt schon länger als vielversprechender Planetengeburtsort, weil in ihr eine größere Lücke prangt.

Heller Lichtpunkt in der Lücke

Und tatsächlich: In der staubfreien Lücke entdeckte das SPHERE-Instrument einen hellen Lichtpunkt, rund 22 astronomische Einheiten vom Stern entfernt. Diese entspricht in etwa dem Abstand des Planeten Uranus zur Sonne. Aus der sich verändernden Position des Lichtpunkts im Laufe der Zeit und den Analysen in verschiedenen Spektralbereichen schließen die Astronomen, dass es sich hier um einen jungen, gerade gebildeten Planeten handeln muss.

Wie die Astronomen betonen, handelt es sich damit um die erste hieb- und stichfeste direkte Detektion eines jungen Planeten. Der PDS 70b getaufte Himmelskörper ist vermutlich erst knapp fünf Millionen Jahre alt – und damit nach kosmischen Maßstäben ein echtes Baby. Die Spektralanalysen ergaben, dass es sich um einen Gasriesen von zwei bis 17 Jupitermassen handelt. Sein Radius liegt zwischen dem 1,4- und 3,7-Fachen des Jupiter.

Höllisch heiß, aber mit Wolken

Sonderlich lebensfreundlich ist der Babyplanet allerdings nicht: Die Oberfläche von PDS 70b hat trotz seiner relativ weiten Entfernung zum Zentralstern eine Temperatur von etwa 1.000 Grad Celsius, wie die Astronomen berichten. Spannend aber: Trotz dieser Hitze scheint der junge Planet Wolken in seiner Atmosphäre zu besitzen.

„Diese Studie ist der erste Schritt zu einer umfassenden Bestimmung von Orbit und Atmosphären-Parametern eines eingebetteten jungen Planeten“, konstatieren die Forscher. Die neuen Erkenntnisse helfen dabei, theoretische Modelle der Planetenbildung zu überprüfen und zu verbessern. (Astronomy & Astrophysics, in press)

(ESO, 02.07.2018 – NPO)