Neue Erkenntnisse über protoplanetare Scheiben durch das James Webb Space Telescope

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Entstehung von Sternen und Planetensystemen ist ein faszinierendes Phänomen, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt. Mit Hilfe des James Webb Space Telescope (JWST) haben Forscher nun tiefere Einblicke in die Prozesse gewonnen, die protoplanetare Scheiben formen.

Die Geburt von Sternen im Universum ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem jede Sekunde Tausende von neuen Himmelskörpern entstehen. Ein Großteil dieser Sterne ist von sogenannten protoplanetaren Scheiben umgeben, die aus heißem Gas und Staub bestehen. Diese Scheiben sind nicht nur entscheidend für das Wachstum des Zentralsterns, sondern auch für die Bildung neuer Planeten. Trotz der Bedeutung dieser Prozesse sind viele Details ihrer Funktionsweise noch nicht vollständig verstanden.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der University of Arizona, unterstützt von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg, hat das James Webb Space Telescope genutzt, um einige der detailliertesten Einblicke in die Kräfte zu gewinnen, die protoplanetare Scheiben formen. Diese Beobachtungen könnten Aufschluss darüber geben, wie unser Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren ausgesehen haben könnte.

Besonders bemerkenswert sind die Erkenntnisse über sogenannte Scheibenwinde, die in bisher unerreichter Detailtiefe nachgezeichnet werden konnten. Diese Winde, die von der planetenbildenden Scheibe in den Weltraum hinausblasen, werden hauptsächlich durch Magnetfelder angetrieben. Sie spielen eine wesentliche Rolle bei der Akkretion, dem Prozess, bei dem ein Stern Materie aus seiner umgebenden Scheibe ansammelt.

Die Forscher konnten zeigen, dass magnetisch angetriebene Scheibenwinde entscheidend für den Verlust des Drehimpulses sind, der notwendig ist, damit Gas auf den Stern fallen kann. Ohne diesen Verlust würde das Gas den Stern ständig umkreisen, ohne jemals auf ihn zu fallen. Die neuen Beobachtungen des JWST haben die Struktur dieser Winde zweifelsfrei aufgedeckt und könnten helfen, das seit Langem bestehende Problem der Entstehung von Sternen und Planetensystemen zu lösen.

Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Studie ist die Unterscheidung zwischen verschiedenen Windtypen, die protoplanetare Scheiben formen. Während das Magnetfeld des Sterns Material am inneren Rand der Scheibe nach außen drückt, führen intensive Sternenstrahlung zu thermischen Winden in den äußeren Teilen der Scheibe. Die hohe Empfindlichkeit und Auflösung des JWST ermöglichten es, zwischen diesen verschiedenen Windtypen zu unterscheiden.

Die Forscher planen, ihre Beobachtungen auf weitere protoplanetare Scheiben auszuweiten, um besser zu verstehen, wie häufig die beobachteten Strukturen im Universum vorkommen und wie sie sich entwickeln. Diese Erkenntnisse könnten entscheidend für unser Verständnis der Entstehung von Planetensystemen sein und neue Perspektiven für die Astronomie eröffnen.