Junger Gasriese entdeckt – so sieht Planetengeburt aus
Neuer Gasriese entdeckt: WISPIT 2b zeigt Forschenden, wie Planeten entstehen. Ein Blick in die Frühphase eines jungen Sonnensystems.
Ein neu entstandener Planet, der sich durch seine staubige Wiege frisst, während er seinen Mutterstern umkreist. Dieses Bild, aufgenommen mit dem Very Large Telescope der ESO, ist die erste eindeutige Entdeckung eines Babyplaneten in einer Scheibe mit mehreren Ringen.
Foto: ESO/R. van Capelleveen et al., https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de
Ein internationales Team von Astronominnen und Astronomen hat einen besonderen Fund gemacht. Sie stießen auf einen Planeten, der in einer frühen Entwicklungsphase steckt. Sein Name: WISPIT 2b. Er ist vermutlich ein Gasriese, ähnlich groß wie Jupiter, und erst rund 5 Millionen Jahre alt. Damit ist er ein echtes Baby im Vergleich zu unserem Sonnensystem, das mehr als 4 Milliarden Jahre auf dem Buckel hat.
Entdeckt wurde WISPIT 2b mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte in der chilenischen Atacama-Wüste. Die Ergebnisse erschienen in den Astrophysical Journal Letters.
Eine Welle im All
Das aktuelle „Bild der Woche“ der ESO zeigt WISPIT 2b. Auf den ersten Blick wirkt es wie eine Welle im Weltraum. Tatsächlich sehen Sie dort den jungen Planeten, der sich durch seine staubige Wiege gräbt, während er seinen Mutterstern umkreist. Es ist die erste eindeutige Aufnahme eines Babyplaneten in einer Scheibe mit mehreren Ringen.
Diese sogenannten protoplanetaren Scheiben sind Geburtsstätten von Planeten. Sie bestehen aus Gas und Staub und erscheinen scheibenförmig, oft mit Ringen. Darin ballen sich winzige Partikel zusammen, wachsen unter dem Einfluss der Schwerkraft und ziehen weiteres Material an. Schritt für Schritt entstehen so Embryoplaneten, die sich später zu Gasriesen oder Gesteinsplaneten entwickeln.
WISPIT 2b bringt dabei neue Gewissheit. Mit rund der fünffachen Masse des Jupiter bestätigt er eine lange gehegte Annahme: Die Lücken in solchen Staubscheiben entstehen durch Planeten, die Material aus ihrer Umgebung abziehen. Was bisher Theorie war, zeigt sich nun in einem klaren Bild.
Ein junger Stern, eine Staubscheibe und ein Planet
Der Planet umkreist einen Stern, der unserer Sonne stark ähnelt, jedoch viel jünger ist. Um diesen Stern liegt eine mehrfach gerillte Scheibe mit einem Radius von 380 Astronomischen Einheiten. Das entspricht dem 380-fachen Abstand zwischen Erde und Sonne. Genau in einer dieser Lücken leuchtet WISPIT 2b auf.
„Als wir diese mehrringige Scheibe zum ersten Mal sahen, wussten wir, dass wir versuchen mussten, einen Planeten darin zu entdecken, also baten wir schnell um Folgebeobachtungen“, sagt Dr. Christian Ginski von der Universität Galway.
Mit Planetenjägern ins Detail
Die klare Abbildung gelang mithilfe von SPHERE, einem speziellen Instrument am VLT. Es blendet das Licht des Sterns aus und gleicht die Unruhe der Erdatmosphäre mit adaptiver Optik aus. Auf diese Weise entstanden besonders scharfe Aufnahmen.
Zusätzliche Beobachtungen steuerte die Universität Arizona bei. Mit dem Magellan-Teleskop in Chile entdeckte sie Wasserstoffgas, das auf den Planeten fällt. Damit bestätigten die Forschenden, dass WISPIT 2b noch aktiv Material aufsammelt und dabei seine Atmosphäre formt.
„Wir haben diese wirklich kurzen Momentaufnahmen vieler junger Sterne – nur wenige Minuten pro Objekt – genutzt, um festzustellen, ob wir neben ihnen einen kleinen Lichtpunkt sehen konnten“, erklärt Ginski. „Im Fall dieses Sterns haben wir jedoch stattdessen eine völlig unerwartete und außergewöhnlich schöne mehrringige Staubscheibe entdeckt.“
Erste direkte Bilder
Besonders spannend: Der Planet wurde nicht nur indirekt berechnet, sondern tatsächlich fotografiert. Im Infrarotlicht erscheint er wie ein glühender Punkt, ähnlich wie durch eine Nachtsichtbrille. Der Grund ist simpel: WISPIT 2b ist noch jung und heiß.
Zusätzlich nahm ein Team der Universität Arizona den Planeten auch im sichtbaren Licht wahr. Das deutet darauf hin, dass er weiterhin Gas ansammelt und dabei seine Atmosphäre formt.
Nur der zweite Fund seiner Art
Planeten in so frühem Stadium sind extrem selten beobachtet worden. Erst einmal zuvor gelang der Nachweis eines solchen jungen Gasriesen – im Jahr 2018. Auch damals war Dr. Ginski beteiligt. WISPIT 2b ist damit nicht nur eine weitere Entdeckung, sondern ein Laboratorium am Himmel. Forschende können hier direkt verfolgen, wie ein Planet mit seiner Umgebung wechselwirkt und wie sich ein Sonnensystem im Aufbau verhält.
Nachwuchs in der Forschung
Auffällig ist auch, wer die Studie leitete: Richelle van Capelleveen, eine Doktorandin der Universität Leiden. Unterstützt wurde sie von Kolleginnen und Kollegen in Galway und Arizona.
„Die Entdeckung dieses Planeten war eine unglaubliche Erfahrung – wir hatten unglaubliches Glück“, sagt van Capelleveen. Für sie und ihr Team ist WISPIT 2b ein System, das viele Jahre im Fokus bleiben wird.
Auch Studierende aus Galway waren beteiligt. Chloe Lawlor, Doktorandin in Physik, beschreibt ihre Rolle so: „WISPIT 2b mit seiner Position innerhalb seiner Entstehungsscheibe ist ein schönes Beispiel für einen Planeten, der zur Erforschung aktueller Modelle der Planetenentstehung herangezogen werden kann.“
Ihre Kommilitonen Jake Byrne und Dan McLachlan teilen die Begeisterung. Byrne erinnert sich: „Als Dr. Ginski mir das Bild zum ersten Mal zeigte, konnte ich kaum glauben, dass es sich um eine echte Entdeckung handelte.“
Ein Blick in die Zukunft
Für die Wissenschaft ist der Fund eine Tür zu neuen Einsichten. Planeten wie WISPIT 2b können erklären, warum Exoplanetensysteme oft ganz anders aussehen als unser Sonnensystem.
„Die Aufnahme eines Bildes dieser sich bildenden Planeten hat sich als äußerst schwierig erwiesen und gibt uns eine echte Chance zu verstehen, warum die vielen tausend älteren Exoplanetensysteme da draußen so vielfältig und so anders als unser eigenes Sonnensystem aussehen“, sagt Ginski.
Weitere Beobachtungen von WISPIT 2b sollen nun zeigen, wie er sich entwickelt. Damit könnte er auch verraten, wie unser eigenes Sonnensystem in seiner Anfangszeit aussah.
Zwei Forschungsarbeiten zu dieser Entdeckung wurden im Astrophysical Journal Letter veröffentlicht:
- Entdeckung des Planeten WISPIT 2b in Entstehung, aufgenommen im Infrarotlicht mit dem ESO-VLT im Rahmen eines Forschungsprojekts unter Leitung der Universität Leiden und der Universität Galway https://doi.org/10.3847/2041-8213/adf721
- Nachweis von WISPIT 2b im sichtbaren Licht unter der Leitung der Universität von Arizona https://doi.org/10.3847/2041-8213/adf7a5
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