18 augustus 2017

Pasgevormde sterren lanceren krachtige wervelwinden

Onderzoekers van onder andere ASTRON in Nederland en het Niels Bohr Instituut in Denemarken hebben de ALMA-telescoop gebruikt om de vroegste stadia in de vorming van een nieuw zonnestelsel te observeren. Zij hebben voor het eerst waargenomen op welke manier sterke ‘wervelwinden’ uit de draaiende wolk van gas en stof schieten. De resultaten worden op 15 december gepresenteerd in het gerenommeerde wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Een nieuw zonnestelsel wordt gevormd in een grote wolk van gas en stof, die als gevolg van de zwaartekracht samentrekt en dichter wordt. Hierdoor ontstaat uiteindelijk een warme gasvormige bol in het midden, een ster. Rondom de ster vormt zich een schijf, waarbinnen materiaal langzaamaan samenklontert en uiteindelijk planeten worden gevormd.

Het is al jarenlang bekend dat nieuwgevormde sterren, zogenaamde protosterren, gepaard gaan met wervelwinden en jets. Maar tot nu toe heeft niemand waargenomen hoe deze winden zich vormen.

“Met de ALMA-telescoop hebben wij een protoster waargenomen in een zeer vroeg stadium. We zien hoe de wind als een tornado materiaal en gas uit de draaiende schijf optilt, die bezig is met het vormen van een nieuw zonnestelsel”. Verklaart Per Bjerkeli, post doc in astrofysica en planeet-onderzoek van het Niels Bohr Instituut aan de Universiteit van Kopenhagen, evenals aan de Chalmers Technische Universiteit in Zweden.

Het ALMA-observatorium (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) bestaat uit 66 telescopen, die samen waarnemen alsof zij een enkele spiegel zijn met een diameter tot wel 16 kilometer. De waargenomen protoster ligt op 450 lichtjaar afstand. De enorme afmeting van ALMA heeft het voor de onderzoekers mogelijk gemaakt om details vast te leggen die nog nooit eerder waren gezien.

De 66 antennes van het ALMA-observatorium bevinden zich op de Chajnantor-hoogvlakte in de Atacama-woestijn, Chili.

Afremmen
“Terwijl de gaswolk in elkaar stort gaat materiaal sneller draaien, net als bij een kunstschaatser die sneller gaat roteren door de armen naar het lichaam te halen. Om deze rotatie te vertragen moet de energie worden afgevoerd. Dat gebeurt door de wind die wordt gelanceerd door de nieuwe ster. De wind wordt gevormd in de schijf en draait daarom mee met de schijf. Naar mate de draaiende wind verder van de protoster af beweegt, neemt deze een deel van de rotatie-energie met zich mee. Het afgeremde materiaal kan vervolgens gemakkelijker verder instorten zodat de ster kan blijven groeien.” Vertelt Per Bjerkeli.

Eerder werd gesuggereerd dat de draaiende wind ontstond in het midden van de draaiende schijf gas en stof, maar de nieuwe waarnemingen tonen iets anders.

“We kunnen zien dat de draaiende wind wordt uitgespuwd vanuit de gehele schijf, in plaats van uit een klein gebiedje heel dicht bij de jonge ster. Net als in een tornado wordt het materiaal opgetild uit de schijf, en op een gegeven moment verlaat de wind de wolk. Dat heeft tot gevolg dat de rotatie in de schijf afremt en materiaal de kans krijgt om nieuwe planeten te vormen”, verklaart Jes Jørgensen, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Kopenhagen.

“Toekomstige waarnemingen met ALMA en andere telescopen zullen ons meer vertellen over de vorming van zonnestelsels rondom deze en andere protosterren”, verklaart Matthijs van der Wiel, ‘telescope scientist’ bij ASTRON, het Nederlandse instituut voor radiosterrenkunde. “De volgende vraag voor ons is of het uitgespuugde materiaal volledig wordt weggeblazen door de wind, of dat een deel ervan later weer op de schijf kan terugvallen en opnieuw wordt opgenomen in het planeet-vormende systeem.” Bron: ASTRON.

Laat wat van je horen

*