Planeten auf Kollisionskurs

Das 450 Lichtjahre von der Erde entfernte Doppelsternsystem XZ Tauri könnte in ein paar Milliarden Jahren einen interessanten Anblick bieten. Wie Forscher mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) herausgefunden haben, stehen die protoplanetaren Scheiben der beiden Sterne senkrecht zueinander, siehe Animation. In diesen aus Gas und Staub bestehenden Scheiben entstehen anscheinend gerade die ersten Planeten. Wenn dieser Prozess abgeschlossen ist, dürfte das für die Bewohner des Systems einen faszinierenden (aber womöglich auch gefährlichen) Effekt haben: Immer wieder nähern sich die zu einem anderen Stern gehörenden Planeten und entfernen sich wieder – abhängig von der Rotation der beiden Sterne umeinander und von der Rotation ihrer Planetensysteme.

Die Erkenntnis ist aber auch für uns heute und hier relevant. Forscher haben nämlich zwei Entstehungsmechanismen für Doppelsternsysteme vorgeschlagen: zum einen das Auseinanderbrechen einer einzelnen großen Gasscheibe und zum anderen die Zersplitterung der größeren Molekülwolke aufgrund heftiger Turbulenzen. Im ersten Fall gehen die Astronomen davon aus, dass die Umlaufbahn der Doppelsterne und der einzelnen Scheiben in der gleichen Ebene liegen sollte. Im letzteren Fall hingegen wird erwartet, dass die Bahnebene der Doppelsterne und die Ebene der Scheiben unterschiedlich sind. Dies ist ein wichtiger Aspekt, der sich auf die endgültigen Bahnen der Planeten in Doppelsternsystemen auswirken wird.

Neue Beobachtungen mussten die beiden Verfasser der Forschungsarbeit von der Kagoshima University, Japan, dazu nicht anstellen. Sie griffen auf das ALMA-Datenarchiv zurück und erhielten die Daten für das junge XZ-Tauri-System aus den Jahren 2015, 2016 und 2017. Sie analysierten die Daten sorgfältig und erstellten zum ersten Mal eine Animation der Umlaufbewegung der Doppelsterne, die zeigt, dass sich XZ Tau B in diesen drei Jahren um 3,4 Astronomische Einheiten (das 3,4-fache des Radius der Erdbahn) um XZ Tau A bewegt hat.

Das Team ermittelte die dreidimensionale Struktur der Umlaufbahn. Bei der Analyse des Dopplereffekts und der Verteilung der Radiowellen von den Scheiben um jeden Stern im XZ-Tauri-System stellten sie außerdem fest, dass diese Scheiben deutlich zueinander versetzt sind und auch nicht in der gleichen Ebene wie die Umlaufbahn der Sterne umeinander liegen. Schon bei früheren Beobachtungen mit ALMA hatte man Beispiele für junge Doppelsterne mit gegeneinander geneigten protoplanetaren Scheiben gefunden. Dies ist jedoch das erste Mal, dass die Bahnbewegung eines Doppelsternsystems geklärt werden konnte, wobei sich herausstellte, dass die Neigung anders ist als die der zirkumstellaren Scheiben. Diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass das System XZ Tau durch die Fragmentierung von Molekülwolken entstanden ist.

Animierte Orbitalbewegung des jungen Doppelsternsystems XZ Tau. Die Position von XZ Tau A (unten links) ist im Bild fixiert, und die relative Bewegung von XZ Tau B ist dargestellt. Die Verteilungen der Radiowellen der protoplanetaren Scheiben sind in Graustufen und Konturen dargestellt. Die Position jedes Sterns ist als Pluszeichen dargestellt. (Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Ichikawa et al.)
Künstlerische Darstellung des jungen Doppelsternsystems XZ Tau. Die beiden jungen Sterne des Systems haben jeweils eine protoplanetare Scheibe um sich herum, die im Verhältnis zum anderen Stern geneigt ist. Die beiden jungen Sterne kreisen in einer Ebene, die sich von der Ebene der beiden Scheiben unterscheidet. Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.