Was haben die Untersuchung eines Verbrechens auf der Erde und der Versuch, die Planetenbildung um junge Sterne zu erklären, gemeinsam? „Abstauben von Fingerabdrücken“ Neugierig? Dann los geht's!

Junge Sterne im Weltraum sind von Scheiben aus Gas und Staub umgeben, die als protoplanetare Scheiben bekannt sind. Die Materie in diesen Scheiben bewegt sich wild umher, wodurch die Staubkörner aufeinanderprallen und zu Felsklumpen zusammenkleben, so wie man aus einem Schneeball einen Schneemann baut. Wissenschaftler glauben, dass dies der erste Schritt bei der Entstehung von Planeten ist. Es gibt viele verschiedene Gründe, warum sich der Staub in protoplanetaren Scheiben so bewegt, wie er es tut, aber in dieser Geschichte konzentrieren wir uns bei unseren Untersuchungen auf den Magnetismus.

Hast du schon einmal mit zwei Magneten gespielt und bemerkt, dass du sie je nach Position zusammen- und auseinanderfliegen lassen kannst? Das liegt daran, dass Magnete unsichtbare magnetische Felder haben, die bestimmen, wie sich manche Objekte in ihrer Nähe bewegen. Für Astronomen ist es wichtig, die Rolle von Magnetfeldern in protoplanetaren Scheiben zu untersuchen, da sie uns helfen können zu verstehen, wie sich Staubkörner bewegen und kollidieren, um schließlich Planeten zu bilden. Die Messung der Magnetfelder in einer protoplanetaren Scheibe ist jedoch eine unmögliche Aufgabe. Jetzt aber nicht mehr!

Ein internationales Forscherteam am National Astronomical Observatory of Japan hat die protoplanetare Scheibe um den jungen Stern HD 142527 mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) beobachtet. Der Stern befindet sich 512 Lichtjahre entfernt im Sternbild Wolf.

Das Team fand zahlreiche Staubkörner, die sich in einem Teil der protoplanetaren Scheibe des Sterns ansammelten – dies könnte ein idealer Ort sein, um die Planetenentstehung in Aktion zu beobachten! Anhand der Daten von ALMA stellte das Team fest, dass sich die Staubkörner in einem Muster bewegten, was auf die Anwesenheit unsichtbarer Magnetfelder hindeutet. „Unsichtbarkeit ist meine Superkraft“, sagt das Magnetfeld.

Durch sorgfältige Untersuchung der Muster der Staubkörner konnte das Team erstmals die dreidimensionale Form von Magnetfeldern bestimmen. Bei all ihren Untersuchungen stellten die Astronomen fest, dass das Magnetfeld in dieser protoplanetaren Scheibe 3 Millionen Mal schwächer ist als ein Magnet, den man an seinem Kühlschrank finden könnte. Das zeigt, wie winzige Kräfte einen großen Unterschied machen können!

Astronomen sind nun daran interessiert, diese „Abstauben von (magnetischen) Fingerabdrücken“-Technik auf weitere protoplanetare Scheiben anzuwenden, um Magnetfelder in der Nähe des Zentralsterns zu messen, wo Planeten wie die Erde entstehen. Dies wird Astronomen dabei helfen zu verstehen, wie das Magnetfeld die Bildung von Planeten beeinflusst.

Bild: ALMA-Beobachtungen der protoplanetaren Scheibe um HD 142527. Die weißen Balken zeigen die Richtungen des Magnetfelds, die durch die Ausrichtung der Staubkörner sichtbar werden. Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Ohashi et al

Florian Seitz, Haus der Astronomie, Germany