Ende November 2007 sorgte eine Meldung für großes Aufsehen: Bei dem jungen Stern TW Hydrae wurde der erste Planet entdeckt, der noch in seine staubreiche Scheibe eingebettet ist, aus der er entstand (
planeten.ch berichtete). Astronomen um Johny Setiawan fanden ihn über die Methode der veränderlichen Radialgeschwindigkeit des Sterns, mit der die meisten der heute 300 bekannten Exoplaneten entdeckt wurden. Nach der Datenauswertung sollte sich in der protoplanetaren Scheibe ein Gasplanet mit rund 10 Jupitermassen befinden. Doch nun hat eine europäische Forschergruppe um Nuria Huelamo untersucht, ob sich die Ergebnisse auch mit einem Sternfleck erklären lassen [1]. Und tatsächlich, ihre Vermutung scheint sich zu bestätigen.
Um Setiawans Messergebnisse von Periode, Amplitude usw., aus denen er auf das Vorhandensein eines Planeten schloss, zu reproduzieren, wurden zwischen Februar und März 2008 im sichtbaren und infraroten Licht neue Spektren des Sterns TW Hydrae aufgenommen. Dazu verwendeten Huelamo et al. zunächst den CORALIE-Spektrograph am Euler-Swiss-Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 1,2 Metern, stationiert am La Silla Observatory in Chile. Danach wurden die Daten mit einem Sternflecken-Modell analysiert; Sternflecken entsprechen dabei den kühlen Sonnenflecken auf unserer Sonne. Nach der Untersuchung wurde ihre Vermutung tatsächlich bestätigt. Die beobachtete variable Radialgeschwindigkeit von TW Hydrae deutet nicht auf einen heißen Planeten, sondern passt viel eher zu einem Sonnenfleck auf dem Stern selber. Sieben Prozent der Sternoberfläche soll er bedecken und sich mit einer Periode von ca. 3,5 Tagen über den Stern bewegen, entsprechend einer Geschwindigkeit von 1,56 km/s (5.600 km/h).
Weitere Bestätigung zeigte sich ebenfalls am Nahinfrarot-Spektrograph CRIRES des VLT. Diese daraus resultierenden Daten sind nicht konsistent zum veröffentlichten Orbit des Planeten. Somit spricht einiges dafür, dass nach jetzigem Stand die neuen Beobachtungen nicht für den angenommenen 10 Jupitermassen-Gasriesen um TW Hydrae sprechen, sondern eher durch einen 3.000 Kelvin "kühlen" Sternfleck (Temperatur des Sterns: 4.000 Kelvin) erklärt werden können.
Allerdings erschien zwischenzeitlich eine Meldung mit Ergebnissen eines internationalen Astronomenteams um Klaus Pontoppidan vom Caltech (California Institute of Technology) in Pasadena bei Los Angeles [2, 3]. Sie untersuchten im Jahr 2007 mit einem neuen Beobachtungsverfahren, dem "spectro-astrometric imaging", drei junge sonnenähnliche Sterne, die von protoplanetaren Scheiben umgeben sind, darunter auch TW Hydrae. Wieder war es der CRIRES-Spektrograph des VLT, der zusammen mit der neuen Technik einen detailreichen Blick in die staubfreien Bereiche der zirkumstellaren Scheiben ermöglichte. Wie Pontoppiadens Gruppe herausfand, waren die Leerräume zwar frei von Staub, doch in ihnen fand man immer noch große Mengen an molekularem Gas. Das bedeutet, dass sich aus dem Staub entweder planetare Embroys (so genannte Planetesimale) gebilden, oder das ein bereits fertige Planet vorhanden ist, der erst allmählich auch das Gas in den staubfreien Lücken und Löchern der Scheiben beseitigt. Neben den jungen Sternen SR 21 und HD 135344B wurde auch der zentrale staubfreie Bereich in der protoplanetaren Scheibe von TW Hydrae untersucht. Die Verteilung von Kohlenmonoxid würde zwar zu Setiawans berechneten Planeten passen, doch die Menge des Gases spricht eher für eine Distanz von 1 bis 2 AE zum Stern, also eine ähnliche Umlaufbahn wie Erde oder Mars. Nach Berücksichtung der Neigung der inneren Scheibe soll der Begleiter eine Masse von etwa 16 (+5/-3) Jupitermassen haben. Mit dieser Masse würde er zu den Braunen Zwergen gehören, verhinderten Sternen, die für die Kernfusion im Zentrum nicht genug Masse besitzen.
Die unterschiedlichen Neigungswinkel zwischen dem inneren (4,3°) und äußeren (7°) Teil der Staubscheibe weist zudem auf eine Verformung hin, die auch durch die Anwesenheit eines jungen Planeten entstanden sein kann. Auch wenn Setiawans Gasplanet in Wahrheit nur ein Sonnenfleck ist, durch immer bessere Beobachtungstechniken können wir schon heute nach ungeborenen Welten suchen und werden vielleicht bald ein System aus ein oder zwei Planeten um TW Hydrae entdecken.
Preprint:
TW Hydrae: evidence of stellar spots instead of a Hot Jupiter [1]
Preprint:
Spectro-astrometric imaging of molecular gas within protoplanetary disk gaps [2]
News-Meldung:
Neue Technik erlaubt Zoom in junge Sonnensysteme [3]
Nico Schmidt
