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Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop konnten Astronomen sechs Schurkenwelten oder kosmische Objekte beobachten, die keine Sterne umkreisen.
Die Himmelskörper sind nur geringfügig größer als Jupiter und die Beobachtungen geben Aufschluss darüber, wie Sterne und Planeten im gesamten Universum entstehen.
Das Webb-Teleskop warf einen Blick auf einen Sternentstehungsnebel oder eine Gas- und Staubwolke namens NGC 1333, die sich 960 Lichtjahre entfernt in einer größeren Gas- und Staubwolke namens Perseus-Molekülwolke befindet. Turbulenzen innerhalb des Nebels erzeugen Knoten, die aufgrund der Schwerkraft zusammenbrechen und so… Sterne werden geboren.
Das Weltraumobservatorium hat ein dramatisches, leuchtendes Bild der kosmischen Wolke aufgenommen. Während das Hubble-Weltraumteleskop Zuvor aufgenommene Bilder der WolkeStaub verdeckt die Sicht auf die Sternentstehung.
Aber Webb – der das Universum mithilfe von Infrarotlicht beobachten kann – konnte direkt durch den Staub schauen.
Innerhalb des Nebels befinden sich neugeborene Sterne, Braune Zwerge und planetenähnliche Massenobjekte, die alle etwa fünf- bis zehnmal massereicher als Jupiter sind. Dies sind die Objekte mit der niedrigsten Masse, die bisher entdeckt wurden, die durch einen Prozess entstanden sind, der normalerweise zur Entstehung von Sternen führt, und die viel größer sind als Planeten oder Braune Zwerge – Himmelsobjekte, die weder wirklich ein Stern noch ein Planet sind. Braune Zwerge sind massereicher als Planeten, aber nicht so massereich wie Sterne.
Diese Ergebnisse sind Teil einer Studie, die zur Veröffentlichung im Astronomical Journal angenommen wurde.
„Wir haben Webbs beispiellose Empfindlichkeit bei Infrarotwellenlängen genutzt, um nach den schwächsten Mitgliedern eines jungen Sternhaufens zu suchen und eine grundlegende Frage in der Astronomie zu beantworten: Wie weit Licht kann ein Körper wie ein Stern entstehen?“ „Es stellt sich heraus, dass die kleinsten frei schwebenden Objekte, die sich wie Sterne bilden, in ihrer Masse mit den riesigen Exoplaneten überlappen, die nahegelegene Sterne umkreisen.“
Diese Beobachtungen helfen Astronomen, die verschiedenen Arten der Entstehung stellarer Objekte besser zu verstehen.
„Wir erforschen die Grenzen des Sternentstehungsprozesses“, sagte Adam Langfield, der Hauptautor der Studie, der auch Astrophysiker an der Johns Hopkins University ist, in einer Erklärung: „Wenn Sie ein Objekt hätten, das wie ein junger Jupiter aussah, würde das so sein.“ „Kann es unter den richtigen Bedingungen zu einem Stern werden?“ „Ein wichtiger Kontext für das Verständnis der Entstehung von Sternen und Planeten.“
Sterne bestehen normalerweise aus Gas- und Staubwolken. Das bei der Sternentstehung übrig gebliebene Material führt dann zur Entstehung von Planeten. Es sei aber möglich, dass sich planetenähnliche Sternkörper bilden könnten, sagten die Studienautoren.
„Unsere Beobachtungen bestätigen, dass die Natur Objekte mit Planetenmasse auf mindestens zwei verschiedene Arten hervorbringt – durch die Kontraktion einer Wolke aus Gas und Staub, durch die Sterne entstehen, und in Scheiben aus Gas und Staub um junge Sterne, wie es Jupiter 1990 tat unseres Sonnensystems“, sagte Jayawardana.
Es wird geschätzt, dass die Masse eines der neu entdeckten Objekte fünf Planeten vom Jupiter entspricht, also etwa 1.600 Erdmassen. Die das Objekt umgebende Staubscheibe zeigt, dass es sich möglicherweise ähnlich wie ein Stern gebildet hat. Da aus gasförmigen und staubigen Scheiben Planeten entstehen können, ist es möglich, dass ein planetenähnliches Objekt auch in der Lage ist, „Babyplaneten“ zu bilden.
„Diese kleinen Objekte mit einer Masse ähnlich den Riesenplaneten könnten möglicherweise eigene Planeten bilden“, sagte Alex Schulz, Astrophysiker an der University of St. Andrews im Vereinigten Königreich und Mitautor der Studie, in einer Erklärung „Dies könnte eine Kinderstube für ein Miniaturplanetensystem in viel kleinerem Maßstab sein.“
Mit dem Webb-Teleskop untersuchte das Team den Nebel im für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarotlicht im Detail und beobachtete ein seltenes Ereignis: einen Braunen Zwerg mit einem Begleitobjekt, das ebenfalls die Masse eines Planeten hat.
„Ein solches Paar wäre wahrscheinlich auf die Art und Weise entstanden, wie Doppelsternsysteme aus einer Wolke entstehen, die sich auflöst, während sie sich zusammenzieht“, sagte Jayewardana.
„Die Vielfalt der von der Natur geschaffenen Systeme ist erstaunlich und treibt uns an, unsere Modelle der Sternen- und Planetenentstehung zu verbessern.“
Astronomen versuchen immer noch, Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie frei schwebende Schurkenwelten entstehen und sich entwickeln. Es ist möglich, dass sich planetenähnliche Objekte zunächst um Sterne bildeten und diese umkreisten, sich aber aufgrund der Gravitationswechselwirkungen mit anderen Objekten voneinander entfernten.
Schurkenplaneten machen etwa 10 % der von Webb untersuchten Nebelobjekte aus, aber diese mysteriösen Objekte gelten in der gesamten Milchstraße immer noch als selten.
In Zukunft wird das Team das Webb-Teleskop nutzen, um weitere dieser Objekte zu untersuchen und herauszufinden, wie sie ihre eigenen kleinen Planetensysteme bilden können.
Wenn es im Mai 2027 startet, kann das römische Weltraumteleskop Nancy Grace der NASA möglicherweise Hunderte von Schurkenplaneten finden und Astronomen dabei helfen, die Geheimnisse dieser Nomadenwelten aufzudecken.
