Entstehung von Planeten: Planetenbildung hängt vom Metallgehalt der Sterne ab
© Yasui et al. (Ausschnitt)
Untersuchungen eines japanischen Forscherteams zeigen die Korrelation zwischen der Lebensdauer einer protoplanetaren Scheibe und ihrem Metallgehalt. Protoplanetare Scheiben, die viel Metall enthalten, existieren länger als metallarme Scheiben. Die Astronomen vermuten daher, dass metallreiche Sterne mit einer größeren Wahrscheinlichkeit Planeten haben, als metallarme Sterne.
Astronomen bezeichnen alle Elemente, die schwerer als Helium sind, als Metalle. Innerhalb der Milchstraße weisen die Sterne sehr unterschiedliche Metallgehalte auf. Je weiter außen sie sich befinden, desto metallärmer sind sie. Am äußeren Rand der Milchstraße, 60 000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt, zeigen viele Sterne nur zehn Prozent des Metallgehalts unserer Sonne, die ihrerseits 25 000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt ist.
Die Astronomen maßen die Dichte der protoplanetare Scheiben von metallreichen und metallarmen Sternen. Die Messung beruhte auf der Annahme, dass dichte protoplanetare Scheiben stark im infraroten Bereich strahlen. Sie leuchten deshalb so intensiv, weil sie durch den Stern aufgeheizt werden. So konnten die Wissenschaftler mit der Messung der Strahlung mit einem Teleskop indirekt auf die Dichte der Scheiben schließen. Diese wurde gegen das Alter der Sterne aufgetragen. Es zeigte sich, dass sich protoplanetare Scheiben um metallarme Sterne schneller auflösen als bei metallreichen Sternen.
Die Wissenschaftler vermuten, dass das Auftreffen von Photonen auf die metallarmen Scheiben ausreicht, um sie aufzulösen. Die schwereren Elemente in metallreichen Sternen reflektieren die Photonen vermutlich eher zurück ins All, was dazu führt, dass die Scheiben länger bestehen bleiben.
Die Astronomen vermuten auch, dass die kürzere Lebensdauer der metallarmen Scheiben die Wahrscheinlichkeit der Planetenbildung verringert. Im äußeren Teil der Milchstraße gäbe es deswegen vermutlich weniger Planeten, genauso wie bei Sternen der zweiten Generation, die in metallarmer Umgebung entstanden sind. Auch im frühen Universum müsste es demnach selten Planeten gegeben haben. Dies änderte sich, als die Nukleosynthese in Sternen ausreichend Metall gebildet hatte.
Barbara Wolfart
Astronomen bezeichnen alle Elemente, die schwerer als Helium sind, als Metalle. Innerhalb der Milchstraße weisen die Sterne sehr unterschiedliche Metallgehalte auf. Je weiter außen sie sich befinden, desto metallärmer sind sie. Am äußeren Rand der Milchstraße, 60 000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt, zeigen viele Sterne nur zehn Prozent des Metallgehalts unserer Sonne, die ihrerseits 25 000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt ist.
Die Astronomen maßen die Dichte der protoplanetare Scheiben von metallreichen und metallarmen Sternen. Die Messung beruhte auf der Annahme, dass dichte protoplanetare Scheiben stark im infraroten Bereich strahlen. Sie leuchten deshalb so intensiv, weil sie durch den Stern aufgeheizt werden. So konnten die Wissenschaftler mit der Messung der Strahlung mit einem Teleskop indirekt auf die Dichte der Scheiben schließen. Diese wurde gegen das Alter der Sterne aufgetragen. Es zeigte sich, dass sich protoplanetare Scheiben um metallarme Sterne schneller auflösen als bei metallreichen Sternen.
Die Wissenschaftler vermuten, dass das Auftreffen von Photonen auf die metallarmen Scheiben ausreicht, um sie aufzulösen. Die schwereren Elemente in metallreichen Sternen reflektieren die Photonen vermutlich eher zurück ins All, was dazu führt, dass die Scheiben länger bestehen bleiben.
Die Astronomen vermuten auch, dass die kürzere Lebensdauer der metallarmen Scheiben die Wahrscheinlichkeit der Planetenbildung verringert. Im äußeren Teil der Milchstraße gäbe es deswegen vermutlich weniger Planeten, genauso wie bei Sternen der zweiten Generation, die in metallarmer Umgebung entstanden sind. Auch im frühen Universum müsste es demnach selten Planeten gegeben haben. Dies änderte sich, als die Nukleosynthese in Sternen ausreichend Metall gebildet hatte.
Barbara Wolfart
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.