Gut 1.900 Exoplaneten haben Astronomen bereits entdeckt. Doch keiner davon ist noch im Kindesalter – in einer sehr aktiven Phase also, aus der sich viel über die Prozesse im Weltraum lernen lassen könnte. Nun will ein internationales Team erstmals das Wachstum eines Planeten direkt verfolgt haben. Stephanie Sallum von der Universität von Arizona in Tucson und Kollegen konnten die Signatur von heißem Gas und Staub nachweisen, die sich zu einem entstehenden Planeten sammeln (Nature, 2015).

Im Fokus der Astronomen: der Planet LkCa 15b. Er war bereits vor rund drei Jahren entdeckt worden, liegt 450 Lichtjahre von der Erde entfernt und gehört zu einem in kosmischen Maßstäben sehr jungen Stern. Dieser ist erst zwei Millionen Jahre alt und bildet gerade ein Planetensystem. Dementsprechend sind die Himmelskörper noch von einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub umgeben. Den inneren Bereich haben die entstehenden Planeten gewissermaßen bereits leergeräumt, sie haben das Material aufgesaugt.

Trotz zahlreicher Versuche war es bislang nicht gelungen, diesen Prozess direkt zu dokumentieren. Nun haben es Sallum und ihre Kollegen mithilfe von Langzeitbeobachtungen mit dem Large Binocular Telescope in Arizona geschafft.

Spezielle Filter und adaptive Optik ermöglichten die Beobachtung

Sie wiesen die Strahlung von 9.700 Grad heißem Wasserstoffgas sowie das Leuchten von glühend heißem Staub nach, die auf den jungen Planeten fallen und ihn so wachsen lassen. Dazu kombinierten sie verschiedene Mess-Methoden, glichen beispielsweise atmosphärische Störungen mithilfe adaptiver Optik aus und setzten spezielle Filter ein.

Erstmals sei so die direkte Beobachtung der Planetenentstehung gelungen, schreiben die Wissenschaftler. Sie haben Originalaufnahmen und Illustrationen zusammengefügt, um den Prozess in einem Video zu zeigen: 

Die Stärke der Strahlung lege nahe, dass LkCa 15b ein erheblich stärkeres Magnetfeld besitzt als Jupiter in unserem Sonnensystem. Unklar sei noch, ob die Materie gleichmäßig auf den Planeten fällt, schreiben die Forscher weiter. Auch stieß das Team auf zwei weitere mögliche Jungplaneten, LkCa 15c und LkCa 15d; letzterer ist mit einem großen Fragezeichen versehen.

"Mit ihrer Arbeit haben die Autoren eine starke Methode demonstriert, um junge Planeten aufzuspüren", schreibt der Astrophysiker Zhaohuan Zhu von der Princeton University. In einem begleitenden Nature-Artikel betont er, dass dank des Teams künftig weitere Entdeckungen zu erwarten seien. Letztlich sei dann zu verstehen, wie sich junge Planetensysteme zu einem alten wie unser Sonnensystem entwickeln kann, Milliarden Jahre nach ihrer Geburt.