Planetenentstehung in massereichen Gasscheiben

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Bislang wurden etwa 30 Planeten entdeckt, die um sonnenähnliche nahe Sterne kreisen. Im Moment können die Beobachtungsmethoden der Astronomen nur Planeten mit Massen vergleichbar der von Jupiter aufspüren. Dennoch zeigen diese Messungen, dass es eine sehr große Zahl von Planetensystemen in der galaktischen Nachbarschaft unserer Sonne geben muss. Es war keine grosse Überraschung für die Wissenschaftler, dass extrasolare Planetensysteme überaus häufig sind, denn um die meisten jungen Sterne werden Scheiben aus Gas und Staub beobachtet, aus denen sich Planeten bilden können. Überraschend war jedoch, dass diese neu entdeckten Planetensysteme in den meisten Fällen ganz anders als das Sonnensystem aussehen. Riesige Planeten finden sich in einem sehr geringen Abstand vom Zentralstern, viel näher als die Umlaufbahn des Merkur um die Sonne. Andererseits sieht man Riesenplaneten auch bei viel größeren Abständen, aber mit stark exzentrischen Umlaufbahnen. Diese Tatsachen könnten bedeuten, daß bei der Planetenentstehung die Wechselwirkungen zwischen mehreren Planeten und mit der Gasscheibe den Aufbau des Planetensystems entscheidend mitbestimmen.

Figure 1

Am MPA wird diese Wechselwirkung zwischen Planeten und Scheibe für den Fall untersucht, dass die Scheibe sehr massereich ist. Dies ist dann gegeben, wenn die Planetenentstehung so früh stattfindet, dass das Gas der Scheibe noch keine Zeit hatte, um vom jungen Stern angezogen zu werden. Wenn man mit einer stabilen Scheibe im Ruhezustand beginnt (Bild oben links), dann erzeugt ein jupiterähnlicher Planet zunächst eine Lücke in der Gasscheibe (Bild oben rechts). Dieser Prozess läuft sehr schnell ab, in nur einem Bahnumlauf des Planeten. Danach sammelt der Planet weiteres Gas aus den deutlich sichtbaren Spiralarmen auf, die immer instabiler werden, je massereicher der Planet ist. Wenn der Planet etwa fünffache Jupitermasse erreicht, wird die Gasscheibe schließlich instabil und zerfällt in weitere Objekte von Planetengröße (Bilder unten). Gravitative Einflüsse dieser Planeten aufeinander könnten dann zu den exzentrischen Bahnen für die Riesenplaneten in anderen Sonnensystemen führen.


Philip Armitage



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Last modified: Sun Feb 6 15:07:13 MET 2000 by Markus Rampp
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