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Stern- und Planetenentstehung

Bei der Sternentstehung spielen zirkumstellare Scheiben eine fundamentale Rolle. Das Gas, aus dem sich Sterne bilden, kann nicht vollständig direkt auf den neu entstehenden Stern fallen, sondern sammelt sich wegen seines Drehimpulses teilweise in einer Scheibe. In dieser Scheibe wird der Drehimpuls vermindert und letztendlich kann das Gas am Innenrand der Scheibe ionisiert und durch magnetische Feldlinien auf den Stern transportiert werden. Aber nicht nur als Massereservoir haben zirkumstellare Scheiben eine Bedeutung. Sie sind auch der Ort, an dem sich aus Gas und beigemischtem Staub Planeten bilden. 

Obwohl die große Bedeutung von zirkumstellaren Scheiben nachgewiesen ist, ist ihre zeitliche Entwicklung noch nicht richtig verstanden. So wird diskutiert, ob sich zirkumstellare Scheiben als Ganzes auflösen oder ob zunächst die inneren Teile der Scheibe durch die Interaktion mit dem Stern zerstört werden. Um diese Frage zu lösen, verwenden wir photometrische Messungen bei verschiedenen Wellenlängen, denn Scheiben haben mit größerem Abstand vom zentralen Stern immer niedrigere Temperaturen. So sehen wir im nahen Infrarot vor allem den Innenrand der Scheibe, während die Strahlung im mittleren Infrarot auch aus dem Bereich kommt, in dem Planeten entstehen. 

Da diese inneren Bereiche der zirkumstellaren Scheiben besonders interessant sind, untersuchen wir sie auch räumlich aufgelöst. Dies ist mit dem "Very Large Telescope Interferometer" (VLTI) des "European Southern Observatory" (ESO) möglich, bei dem die Teleskope mit Durchmessern von 8,2 m interferometrisch kombiniert werden können. Es stehen auch Hilfsteleskope mit 1,8 m zur Verfügung. Die erreichbare räumliche Auflösung übersteigt die einzelner Teleskope deutlich und ist mit der eines Teleskops mit einem Durchmesser von 200 m vergleichbar. Da die Beobachtungen außerdem spektral aufgelöst sind, kann durch die interferometrischen Messungen auch die Entwicklung von Silikatstaub beobachtet werden. Man kann durch die Beobachtung verschiedener Bereiche der Scheibe quasi mitverfolgen, wie sich in den Bereichen der Scheibe, die stärker der Strahlung des Zentralsterns ausgesetzt sind, größere Staubteilchen bilden. Dieses Staubwachstum ist der erste Schritt hin zur Bildung von Planeten. 

Ein weiterer wichtiger Aspekt unserer Arbeit sind junge Doppelsterne. Zum einen können sie benutzt werden, um mithilfe der Keplerschen Gesetze die Massen der Sterne zu bestimmen. Dies ist von großer Bedeutung für Modelle der Sternentwicklung, die bei jungen Sternen noch immer nicht ausreichend kalibriert sind. Auf der anderen Seite sind Doppelsterne interessant, weil sich in solchen Systemen beide Sterne gleichzeitig aus dem gleichen Material gebildet haben. Wie Beobachtungen zeigen, existieren die zirkumstellaren Scheiben der beiden Komponenten aber oft unterschiedlich lang. Dies kann mit den einzelnen Sternen selbst zusammenhängen, aber auch auf Interaktionen der Sterne mit den Scheiben hindeuten.

Kontakt

Mag.rer.nat. Paul Beck PhD Telefon:+43 (0)316 380 - 5263

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