{"id":20644,"date":"2012-06-19T10:25:29","date_gmt":"2012-06-19T08:25:29","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2012\/06\/19\/staub-zu-staub-planeten-die-nicht-wachsen-wollen\/"},"modified":"2025-05-14T16:07:54","modified_gmt":"2025-05-14T14:07:54","slug":"staub-zu-staub-planeten-die-nicht-wachsen-wollen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2012\/06\/19\/staub-zu-staub-planeten-die-nicht-wachsen-wollen\/","title":{"rendered":"Staub zu Staub: Planeten die nicht wachsen wollen"},"content":{"rendered":"

Planeten in Doppelsternsystemen sind nicht selten. Die meisten Sterne sind nicht alleine sondern Teil eines Doppel- oder Mehrfachsystems. Genauso wie viele der bisher entdeckten Exoplaneten. Allerdings umkreisen sie dabei immer nur einen<\/i> der beiden Sterne. Wenn der andere Stern ausreichend weit entfernt ist, dann besteht aus dynamischer Sicht kaum ein Unterschied zu einem Planeten, der einen Einzelstern umkreist (siehe z.B. das Bild in diesem Artikel<\/a>). Auch die Planetenentstehung l\u00e4uft in diesem Fall fast gleich ab. Der zweite Stern ist weit genug weg, um keinen relevanten gravitativen Einfluss darauf zu haben. Planeten, die au\u00dfen um beide<\/i> Sterne kreisen kannte man bis vor kurzem nicht. Letztes Jahr im September wurde aber Kepler-16 (AB)b entdeckt<\/a>. Dieser Planet umkreist zwei Sterne in engen Abstand. Auch bei den Doppelsternen Kepler-34 und Kepler-35 hat man solche Planeten entdeckt<\/a>. Die Planetenentstehung ist hier aber wesentlich komplizierter…
\n<\/p>\n

\"i-5227a5500bbdc543ecfabde30560626d-ptyp-thumb-500x291.jpg\"<\/a><\/form>\n\"i-17d2fcab832dc29d0bceafd8fa706ab3-styp-thumb-500x290.jpg\"<\/a><\/form>\n
Ein Planet kann einen Doppelstern auf zwei verschiedene Arten umkreisen<\/small><\/em><\/div>\n

<\/p>\n

Die Grundlagen der Planetenentstehung sind leicht zu verstehen. Zu Beginn ist ein junger Stern von einer Scheibe aus Staub und Gas umgeben. Die Staubteilchen sto\u00dfen miteinander zusammen und bleiben aneinander kleben. Sie wachsen zu immer gr\u00f6\u00dferen Brocken, den Planetesimalen<\/i>. Irgendwann sind meter- bzw. kilometergro\u00dfe Felsbrocken entstanden. Auch sie kollidieren miteinander und so wachsen aus den Felsbrocken irgendwann gro\u00dfe Planeten.<\/p>\n

Ob bei einer Kollision zwischen zwei gro\u00dfen Felsbrocken im All ein neuer, noch gr\u00f6\u00dferer Himmelsk\u00f6rper entsteht oder beide sich gegenseitig zerst\u00f6ren, h\u00e4ngt von der Art und Weise ab,wie sie aufeinander treffen. Vor allem die Geschwindigkeit ist hier wichtig. Je schneller die Kollision, desto gr\u00f6\u00dfer die Chance auf eine destruktive Kollision. Der kosmische Staub w\u00e4chst dann nicht bis zu Planetengr\u00f6\u00dfe weiter, sondern wird wieder zu Staub. Bei einer Staubscheibe, die ein enges Doppelsternsystem umgibt, ist genau das der Fall. Die komplexeren gravitativen St\u00f6rungen sorgen hier daf\u00fcr, dass die Felsbrocken vermehrt stark exzentrische Bahnen haben. Sie umkreisen den Doppelstern also nicht auf kreisf\u00f6rmigen sondern auf sehr ovalen Bahnen. Dadurch erh\u00f6ht sich auch die potentielle Kollisionsgeschwindigkeit, denn je exzentrischer eine Bahn ist, desto schneller ist der Himmelsk\u00f6rper, wenn er sich an seinem sternn\u00e4chsten Punkt befindet (das besagt das zweite Keplersche Gesetz).<\/p>\n

In Staubscheiben um Doppelsternen ist es also schwieriger, gro\u00dfe Planeten aus kleinen Felsbrocken zu bauen. Die Kollisionen sind hier destruktiv und die Himmelsk\u00f6rper k\u00f6nnen nicht anwachsen. Oder doch? Denn ein paar konstruktive Kollision wird es trotzdem immer wieder mal geben. Einige gr\u00f6\u00dfere Objekte k\u00f6nnten also vielleicht entstehen. Und da bei den restlichen Kollisionen die Himmelsk\u00f6rper immer zerst\u00f6rt werden, m\u00fcssen sich die wenigen \u00dcberlebenden zwangsl\u00e4ufig durch gro\u00dfe Tr\u00fcmmerwolken bewegen. Diese kleinen Tr\u00fcmmer k\u00f6nnen auf die gr\u00f6\u00dferen Planetesimalen fallen und sie so weiter anwachsen lassen. Das k\u00f6nnte reichen, um trotzdem ausgewachsene Planeten entstehen zu lassen.<\/p>\n

Ob es auch wirklich reicht, haben Sijme-Jan Paardekooper von der Uni Cambridge in England und seine Kollegen durchgerechnet<\/a>. Sie haben den Fall von Kepler-16 (AB)b simuliert. Das System sieht so aus:<\/p>\n\"i-40cc9d3133c0497274fbb6ac4bafd7de-Kepler16-thumb-500x506.jpg\"<\/a><\/form>\n

Rot und orange sind die Bahnen der beiden Sterne eingezeichnet und blau zeigt, wo sich der Planet bewegt. Zum Vergleich ist in schwarz noch die Erdbahn im gleichen Ma\u00dfstab eingezeichnet. Es ist also ein wirklich enges System. Paardekooper und seine Kollegen haben die Entstehung von Planeten nun am Computer simuliert. Sie fingen mit einer Scheibe an, die aus Planetesimalen von einem Kilometer Gr\u00f6\u00dfe besteht. Sie beobachteten, ob die Felsbrocken kollidieren und wenn ja, ob sie sich dabei zerst\u00f6ren oder ob sie anwachsen. Und sie untersuchten, ob die aufgesammelten Tr\u00fcmmer einen relevanten Einfluss haben. So sehen die Ergebnisse aus:<\/p>\n\"i-6c1da365dd75c977e4d8263ab7f81009-paardekooper-thumb-500x470.png\"<\/a><\/form>\n

Bild: Paardekooper et al (2012)<\/a><\/small><\/em><\/div>\n

<\/p>\n

Hier sehen wir das Profil der Staub- und Gasscheibe nach der Simulation. Das Diagramm zeigt an, wie viel Masse (y-Achse, in Einheiten von 1-km Planetesimale) sich in einem bestimmten Abstand (x-Achse, in Astronomischen Einheiten<\/a>) vom Zentrum befindet. Die gr\u00fcnen Linien zeigen die Masse der Felsbrocken, die roten die des Staubs (schwarz ist die Gesamtmasse). Die durchgezogenen Linien zeigen das Ergebnis f\u00fcr den Fall bei dem das Aufsammeln von Material aus der Tr\u00fcmmerwolke ber\u00fccksichtigt wurde, bei den gestrichelten Linien wurde das ignoriert.<\/p>\n

Man sieht sofort den Unterschied zwischen den durchgezogenen und gestrichelten Linien. Wenn man einfach nur die Kollisionen ber\u00fccksichtigt und ignoriert, dass die Kollisionstr\u00fcmmer auch wieder aufgesammelt werden k\u00f6nnen, dann wachsen die Planetesimale kaum an (gr\u00fcne gestrichelte Linie). Ber\u00fccksichtigt man diesen Effekt aber, dann sinkt die Masse des Staubs (durchgezogene rote Linie) und die Masse der Planetesimale w\u00e4chst (durchgezogene gr\u00fcne Linie). Es k\u00f6nnen<\/i> also auch in solch engen Doppelsternsystemen gr\u00f6\u00dfere Planetesimale entstehen.<\/p>\n

Eine detaillierte Untersuchung der Ergebnisse zeigte allerdings, dass das nicht ausreicht. Es gibt nicht genug gro\u00dfe Planetesimale um daraus Planeten wie bei Kepler-16, Kepler-34 oder Kepler-35 entstehen zu lassen. Die Planeten sind aber trotzdem da. Wie also sind sie nun entstanden? Paardekooper et al. schlagen zwei M\u00f6glichkeiten vor. Teile der Gas- und Staubscheibe k\u00f6nnten durch gravitative St\u00f6rungen direkt kollabieren und so direkt Planetesimale von etwa 10 Kilometer Gr\u00f6\u00dfe zu formen. Mit diesen gro\u00dfen Himmelsk\u00f6rpern als Ausgangspunkt funktioniert der Prozess der Planetenentstehung ausreichend effizient um gro\u00dfe Planeten entstehen zu lassen. Die Sache mit dem Gravitationskollaps ist allerdings sehr unwahrscheinlich und vor allem unn\u00f6tig kompliziert. Viel wahrscheinlicher und einfacher w\u00e4re es, wenn die Planeten weiter weg vom Doppelstern entstanden sind. Weiter drau\u00dfen sind die St\u00f6rungen nicht so stark, von dort aus wirken die beiden Sterne im wesentlichen wie ein einziger und alles l\u00e4uft normal ab. Durch die Interaktion mit den Resten der Scheibe ist der Planet dann nach seiner Entstehung n\u00e4her an den Doppelstern gewandert. Diese planetare Migration<\/a> ist ein bekanntes Ph\u00e4nomen und spricht nichts dagegen, dass es auch in diesen Systemen stattgefunden hat.\"\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Planeten in Doppelsternsystemen sind nicht selten. Die meisten Sterne sind nicht alleine sondern Teil eines Doppel- oder Mehrfachsystems. Genauso wie viele der bisher entdeckten Exoplaneten. Allerdings umkreisen sie dabei immer nur einen der beiden Sterne. Wenn der andere Stern ausreichend weit entfernt ist, dann besteht aus dynamischer Sicht kaum ein Unterschied zu einem Planeten, der […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1320,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[200,18,105,320,4881,8151,8161,8162,218,9974,580,581,11625,13308,59],"class_list":["post-20644","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-naturwissenschaften","tag-asteroid","tag-astronomie","tag-doppelstern","tag-exoplanet","tag-extrasolare-planeten","tag-kepler-16","tag-kepler-34","tag-kepler-35","tag-kollision","tag-migration","tag-planeten","tag-planetenentstehung","tag-planetesimal","tag-sijme-jan-paardekooper","tag-staub"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20644","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20644"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20644\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":20645,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20644\/revisions\/20645"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1320"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20644"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20644"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20644"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}