Ein internationales Team von Astrophysikern hat die ersten Spektraldaten protoplanetarer Scheiben untersucht.
Die Forscher analysierten die Bedingungen im InnerenBereiche solcher Scheiben, in denen die Bildung felsiger Exoplaneten zu erwarten ist. Die ersten Ergebnisse, die in zwei Artikeln vorgestellt werden, zeigen die Vielfalt der Entstehungsregionen von Gesteinsplaneten. Die Scheiben reichen von Umgebungen, die reich an kohlenstoffhaltigen Verbindungen sind, bis hin zu Agglomeraten, die Kohlendioxid und Spuren von Wasser enthalten.
Wie Fingerabdrücke, verschiedene ChemikalienSubstanzen erzeugen einzigartige, identifizierbare Markierungen in Infrarotspektren, die vom James-Webb-Weltraumteleskop gesammelt wurden. Aus diesen Daten bestimmen die Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung der untersuchten Regionen, in diesem Fall protoplanetarer Scheiben.
Analyse des Spektrums der protoplanetaren Scheibe des Sterns GW Lup. Bild: S. Grant et al., MPIA
Einer der Studienbereiche istwarme innere Scheibe eines jungen massearmen Sterns GW Lup. Die Analyse ergab, dass dies ein „trockener“ Bereich ist, in dem sich fast keine Wassermoleküle befinden. Dabei fanden die Forscher Moleküle, die Kohlenstoff und Sauerstoff enthalten, sowie erstmals in einer protoplanetaren Scheibe eine seltene Version des Kohlendioxidmoleküls, das ein schweres Kohlenstoffisotop enthält. Der Wassermangel könnte die Leere um den Zentralstern erklären, eine Region ohne Gas, stellen die Wissenschaftler fest.
Analyse des Spektrums der protoplanetaren Scheibe des Sterns J160532. Bild: S. Grant et al., MPIA
Im Spektrum einer anderen protoplanetaren ScheibeRund um den massearmen Stern J160532 haben Wissenschaftler warmes Wasserstoffgas und Wasserstoff-Kohlenstoff-Verbindungen mit einer Temperatur von etwa 230 °C entdeckt. Das stärkste spektrale Signal kommt von heißen Acetylenmolekülen, die jeweils aus zwei Kohlenstoffatomen und zwei Wasserstoffatomen bestehen.
Andere nicht weniger warme organische GaseBei den Molekülen handelt es sich um Diacetylen und Benzol, die erstmals in einer protoplanetaren Scheibe entdeckt wurden, und wahrscheinlich auch um Methan. Die Analyse zeigt, dass diese Scheibe mehr Kohlenstoff als Sauerstoff enthält. Eine solche Mischung chemischer Zusammensetzung könnte auch die dort gebildete Planetenatmosphäre beeinflussen.
Forscher stellen fest, dass sogar die ersteDie Ergebnisse der Analyse besagen, dass "James Webb" "ein goldenes Zeitalter in der Astronomie eröffnet". Zukünftige Forschung wird dazu beitragen, mehr über die Entstehungsbedingungen von Planeten zu erfahren und diejenigen zu finden, auf denen Leben existieren kann.
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Auf dem Cover: eine künstlerische Darstellung der Molekülvielfalt in einer protoplanetaren Scheibe. Bild: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / MPIA