Das Spitzer-Weltraumteleskop hat zum ersten Mal winzige quarzähnliche Kristalle entdeckt, die in jungen Planetensystemen verteilt sind. Was ist nun in diesen Planetenscheiben los, um diese Art von Materialien herzustellen? Die Ergebnisse legen nahe, dass Stoßwellen aus wirbelndem Gas und Staub für die Entstehung von Planeten im gesamten Universum verantwortlich sind. "Spitzer hat uns eine bessere Vorstellung davon gegeben, wie die Rohstoffe von Planeten sehr früh hergestellt werden", sagte William Forrest von der University of Rochester, NY. "Durch das Studium dieser anderen Sternensysteme können wir die Anfänge unserer eigenen kennenlernen." Planeten vor 4,6 Milliarden Jahren. “ Die große Frage ist jedoch, ob Astronomen mit diesen Kristallen die Zukunft vorhersagen können. (Ich mache nur Spaß)
Planeten werden aus wirbelnden pfannkuchenartigen Staub- und Gasscheiben geboren, die junge Sterne umgeben. Sie beginnen als bloße Staubkörner, die in einer Gas- und Staubscheibe herumschwimmen, bevor sie sich zu vollwertigen Planeten zusammenballen. In den frühen Stadien der Planetenentwicklung kristallisieren die Staubkörner und haften zusammen, während sich die Scheibe selbst abzusetzen und abflacht. Dies geschieht in den ersten Millionen Jahren des Lebens eines Sterns.
Als Forrest und seine Kollegen mit Spitzer fünf junge, planetenbildende Scheiben in etwa 400 Lichtjahren Entfernung untersuchten, entdeckten sie die Signatur von Siliciumdioxidkristallen. Kieselsäure besteht nur aus Silizium und Sauerstoff und ist der Hauptbestandteil von Glas. Wenn es geschmolzen und kristallisiert wird, können die großen hexagonalen Quarzkristalle entstehen, die oft als mystische Token verkauft werden. Wenn es auf noch höhere Temperaturen erhitzt wird, kann es auch kleine Kristalle bilden, wie sie üblicherweise in der Umgebung von Vulkanen vorkommen.
Es ist diese Hochtemperaturform von Siliciumdioxidkristallen, insbesondere Cristobalit und Tridymit, die Forrests Team zum ersten Mal in Planetenscheiben um andere Sterne gefunden hat. "Cristobalit und Tridymit sind im Wesentlichen Hochtemperaturformen von Quarz", sagte Sargent. "Wenn Sie Quarzkristalle erhitzen, erhalten Sie diese Verbindungen."
Tatsächlich erfordern die Kristalle Temperaturen von bis zu 1.220 Kelvin (etwa 1.740 Grad Fahrenheit), um sich zu bilden. Junge Planetenscheiben sind jedoch nur etwa 100 bis 1.000 Kelvin (etwa minus 280 Grad Fahrenheit bis 1.340 Fahrenheit) - zu kalt, um die Kristalle herzustellen. Da die Kristalle erhitzt und anschließend schnell abgekühlt werden müssen, vermuteten Astronomen, dass Stoßwellen die Ursache sein könnten.
Es wird angenommen, dass Stoßwellen oder Überschalldruckwellen in planetbildenden Scheiben erzeugt werden, wenn Gaswolken, die mit hoher Geschwindigkeit herumwirbeln, kollidieren. Einige Theoretiker glauben, dass Stoßwellen auch die Bildung von Riesenplaneten begleiten könnten.
Vielleicht können Astronomen die Art der Planeten in diesem sich neu bildenden Sonnensystem vorhersagen!
Die Ergebnisse stimmen mit lokalen Beweisen aus unserem eigenen Sonnensystem überein. Es wird auch angenommen, dass kugelförmige Kieselsteine, sogenannte Chondren, die in alten Meteoriten gefunden wurden, die auf die Erde fielen, durch Stoßwellen in der jungen Planetenscheibe unseres Sonnensystems kristallisiert wurden. Darüber hinaus fand die NASA-Mission Stardust Tridymitmineralien im Kometen Wild 2.
Forrest und der Doktorand der Universität von Rochester, Ben Sargent, leiteten die Forschung, die im Astrophysical Journal veröffentlicht wird.
Quelle: Caltech
