The evolution of protoplanetary disks in T Tauri binary systems

Doppelsterne gehören zu den am häufigsten gebildeten Objekten im
Sternentstehungsprozess. Dennoch ist der Einfluss von stellaren
Begleitern auf die Entwicklung zirkumstellarer Scheiben, dem
Geburtsort der Planeten, bisher wenig verstanden. Die vorliegende
Arbeit beschreibt und diskutiert Nahinfrarotbeobachtungen von 52
stellaren Vielfachsystemen mit projizierten Abständen von 25 bis
1000 Astronomischen Einheiten (AE) in den Sternentstehungsregionen
des Orion Nebula Cluster und Chamaeleon I. Damit handelt es sich um
die größten homogenen Studien protoplanetarer Scheiben in T
Tauri-Doppelsternen in diesen beiden Regionen und um eine der
umfangreichsten Untersuchungen dieser Art bisher. Die aufgenommenen
Beobachtungsdaten erlauben die Bestimmung von individuellen
stellaren (z.B. Effektivtemperatur, Leuchtkraft, Alter, Masse) und
Systemparametern (Abstand der Komponenten, Massenverhältnis).
Zusätzlich dient die Detektion von Brackett-gamma-Emission als
Anzeichen für aktive Akkretion während zirkumstellarer Staub in der
inneren Scheibe mittels Nahinfrarotfarbexzess nachgewiesen wird.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Anteil an Doppelsternkomponenten
mit intakter Akkretionsscheibe signifikant geringer ist als der von
Einzelsternen vergleichbarer Masse in beiden Regionen. In engen
Systemen mit weniger als 100 AE projiziertem Abstand ist die
Akkretionsscheibenhäufigkeit auf etwa die Hälfte des
Einzelsternwertes reduziert. Heißer Staub in der inneren Scheibe
ist in engen Doppelsystemen 100 AE identisch zu der von Einzelsternen. Die
gemessenen Massenakkretionsraten in Doppelsternkomponenten erweisen
sich als ununterscheidbar von denen in Einzel- und Doppelsystemen
anderer Sternentstehungsregionen. Die gesammelten Daten lassen
folgende Schlüsse zu: (a) Die Komponenten von Doppelsternen
enstehen vorrangig gleichzeitig, was gegen Einfang ursprünglich
isolierter Komponenten als hauptsächlichen
Doppelsternenstehungsmechanismus spricht. (b) Scheiben in
Doppelsternen enger als ~100 AE entwickeln sich, und verschwinden,
schneller als Einzelsternscheiben. (c) Im Gegensatz zur
Scheibenentwicklung in Einzelsternen ist die Lebenszeit einer
Scheibe um die masseärmere Komponente eines Doppelsterns kürzer als
die um den Primärstern. (d) Während die Lebenszeit einer Scheibe
durch ihren äußeren Durchmesser (also indirekt durch den
Doppelsternabstand) bestimmt wird, sind die Massenakkretionsraten
universell. Dies ist ein Hinweis auf eine Entkopplung der
Entwicklung der inneren und äußeren Scheibe. (e) Die Parallelen in
der Häufigkeit von Scheiben um Komponenten von Doppelsternen und
der Detektion von Planeten in vergleichbaren Systemen legt einen
schnellen Planetenenstehungsprozess für massereiche (>1 M_Jup)
Gasplaneten nahe (z.B. "disk fragmentation") und einen langsameren
Prozess (z.B. "core accretion") für masseärmere Planeten.