James-Webb-Teleskop entdeckt junges Planetensystem

LONDON (IT BOLTWISE) – Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat erneut seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, die Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln. In einer bemerkenswerten Entdeckung haben Astronomen ein junges Planetensystem in der Orion-Nebel-Region identifiziert, das wertvolle Einblicke in die frühen Phasen der Planetenentstehung bietet.

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat eine weitere bedeutende Entdeckung gemacht: ein junges Planetensystem, das sich etwa 1.300 Lichtjahre entfernt im Orionnebel befindet. Dieses System, bekannt als HOPS-315, ist ein Protostern, der gerade erst aus seiner Geburtswolke aus Staub und Gas hervorgetreten ist. Die Entdeckung bietet eine einzigartige Gelegenheit, die frühen Stadien der Planetenentstehung zu untersuchen.

Ein Team unter der Leitung von Melissa McClure vom Leiden Observatory in den Niederlanden hat das System mit dem JWST und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) beobachtet. Dabei entdeckten sie warmes Silikatmonoxid (SiO)-Gas und feste Körner, die reich an demselben Material sind. Diese Entdeckungen deuten auf frühe Planetenbildungsprozesse hin, bei denen heißes Gas abkühlt und zu Silikatmineralien kondensiert, die schließlich felsige Planeten bilden werden.

Die junge Phase des Systems macht es zu einem idealen Labor, um die Planetenbildung in den frühesten Stadien eines Sternlebens zu studieren. HOPS-315 hat noch etwa eine Million Jahre vor sich, bevor es die Masse der Sonne erreicht. McClure erklärt, dass ihre Entdeckungen mit der Theorie der Sonnensystembildung übereinstimmen, die besagt, dass diese Mineralien nahe am Protostern kondensieren müssen, anstatt weiter außen in der Scheibe.

Das Team nutzte das JWST, um ein Infrarotspektrum von HOPS-315 aufzunehmen. Verschiedene Moleküle absorbieren spezifische Wellenlängen basierend auf ihren chemischen Eigenschaften, was zu Absorptionslinien im Spektrum führt, die Astronomen beobachten und charakterisieren können. Ein früheres Spektrum des Systems, aufgenommen vom Spitzer-Weltraumteleskop, zeigte Hinweise auf heißes, felsiges Material, aber es fehlte die Auflösung, um das SiO-Gas zu zeigen. Die JWST-Beobachtungen, die in Nature veröffentlicht wurden, zeigen, dass die Absorptionslinien von warmem SiO-Gas und kristallinen Silikatkörnern in der Nähe des Sterns stammen.

HOPS-315 ist auch günstig ausgerichtet, sodass die Scheibe durch die Jets sichtbar ist, die vom neugeborenen Stern ausgehen. Da die Form der Absorptionslinien davon abhängt, wie weit das absorbierende Material vom Stern entfernt ist, konnte das Team schätzen, dass das Siliziumoxidgas nahe an der Scheibe wirbelt – etwa in der Entfernung, in der die Erde die Sonne umkreist (1 astronomische Einheit, oder au).

Die Forscher führten auch ALMA-Beobachtungen bei Millimeterwellenlängen durch und entdeckten weiteres Siliziumoxidgas in den Jets, zehnmal weiter draußen. Die Daten bestätigen, dass das Siliziumoxidgas in der Scheibe näher am Stern liegt und nicht Teil der Jets ist.

HOPS-315 und seine 35 au breite Scheibe sind ein überzeugendes Analogon zu unserem eigenen Sonnensystem. McClure erklärt, dass der Stern auf dem Weg ist, so groß wie die Sonne zu werden, und die Scheibe etwa die gleiche Masse und den gleichen Radius hat wie die Sonnenscheibe in einem ähnlichen Alter. Das System könnte helfen, die Debatte darüber zu klären, wie und wo terrestrische Planeten entstanden sind. Sie könnten weiter vom Stern entfernt entstanden sein, wo Wasser kalt genug ist, um zu Eis zu werden, oder näher, wo das Siliziumoxidgas vorhanden ist.

Die Beobachtungen von HOPS-315 bestätigen, dass diese heißen Materialien aus Gas zu Gestein näher am Stern kondensieren. McClure hofft, das System weiter zu untersuchen, um zu sehen, wo Planeten zu entstehen beginnen. Sie untersucht auch andere Protosterne wie HOPS-315, um zu verstehen, ob diese Phase wirklich bei allen protoplanetaren Scheiben üblich ist. Schließlich sieht unser Sonnensystem nicht aus wie die meisten Exoplanetensysteme, die wir anderswo in der Milchstraße gefunden haben. Weitere Studien könnten auch bestimmen, wie langlebig diese Phase um andere Sterne ist.

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