V Menschen und Ereignisse - Max-Planck-Institut für Astronomie

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II. Highlights
II.1 Staubwachstum in protoplanetaren Scheiben
Protoplanetare Scheiben bilden sich aus dem Material
interstellarer Wolken. Dementsprechend sind die Staubteilchen
anfangs nicht einmal einen Mikrometer groß.
Durch Zusammenlagerung (Koagulation) wachsen sie
zu Körnern mit Durchmessern von einigen Millimetern
oder Zentimetern heran – dies ist die erste Phase der
Planetenentstehung. Bislang gibt es jedoch nur sehr
wenige überzeugende Hinweise auf die Existenz solch
großer Partikel. Ein deutsch-amerikanisches Team unter
der Leitung des MPIA beobachtete mit dem Very Large
Array (VLA) mehrere junge Sterne im Sternentstehungsgebiet
Taurus-Auriga. Die Daten belegen, dass sich
millimetergroße Teilchen bereits innerhalb von einer
Million Jahre bilden.
Astronomische Beobachtungen zeigten, dass die Infra-
rot-Emission protoplanetarer Scheiben innerhalb von etwa
zehn Millionen Jahren signifikant abnimmt (siehe Kap.
II.2). Die Ursache hierfür ist nicht eindeutig bekannt.
Entweder verschwindet der Staub aus dem System, oder
die Teilchen wachsen zu kleinen Körnchen heran, die nicht
mehr so intensiv im Infraroten strahlen (Abb. II.1.1).
Will man millimeter- oder zentimetergroße Staubteilchen
nachweisen, so muss man bei größeren Wellenlängen
beobachten, die in der Größenordnung der Teilchen
selbst liegt. Doch auch hier sind die Beobachtungsergebnisse
nicht eindeutig, sofern die Scheiben räumlich
nicht aufgelöst sind: Optisch dicke Staubscheiben
mit sehr kleinen Teilchen lassen sich nicht von optisch
dünnen Scheiben mit größeren Partikeln unterscheiden.
Erst hoch aufgelöste Beobachtungen im Millimeter- und
Submillimeterbereich ermöglichen es, diese Zweideutigkeit
zu lösen.
Nach technischen Verbesserungen am Very Large Array
in Socorro, New Mexico, sind solche Beobachtungen
seit kurzer Zeit möglich. Astronomen des Instituts und
Abb. II.1.1: Drei Phasen der Planetenentstehung. Links: Die Zusammenlagerung
von Staubteilchen bis zu einigen Mikrometern
Größe. Mitte: weiteres Anwachsen der Teilchen bis zur Größe
von Planetesimalen unter Einfluss der Gravitation. Rechts:
Zusammenlagerung von Planetesimalen zu Planeten, die aus
der Umgebung Gas akkretieren und so eine Atmosphäre aufbauen.
1 µm 10 km 10000 km