17 november 2017

ALMA ontdekt koud stof rond meest nabije ster

Artist’s impression van de stofgordels rond Proxima Centauri.

De ALMA-sterrenwacht in Chili heeft stof gedetecteerd rond Proxima Centauri – de ster die het dichtst bij ons zonnestelsel staat. In een gebied dat één tot vier keer zo ver verwijderd is van Proxima Centauri als de aarde van de zon is de gloed van koud stof waargenomen. De gegevens wijzen ook op het bestaan van een nog koudere stofgordel verder van de ster en doen vermoeden dat Proxima omgeven is door een uitgebreid planetenstelsel. De ontdekte structuren vertonen overeenkomsten met de veel omvangrijkere gordels in het zonnestelsel en bestaan vermoedelijk uit rots- en ijsdeeltjes die zijn achtergebleven na het planeetvormingsproces.

Proxima Centauri in het zuidelijke sterrenbeeld Centaur

Proxima Centauri is de meest nabije buur van onze zon. Ze is een zwakke rode dwergster op slechts vier lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Centaurus (Centaur). Om haar heen cirkelt de in 2016 ontdekte planeet Proxima b, die ongeveer zo groot is als onze aarde en een gematigde temperatuur heeft. Het Proxima-stelsel blijkt echter uit meer te bestaan dan een ster en een planeet. Nieuwe ALMA-waarnemingen laten zien dat de ster omgeven is door wolken van koud kosmisch stof.
Hoofdauteur van het nieuwe onderzoek, Guillem Anglada1,  van het Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) in Granada, Spanje, legt het belang van deze ontdekking uit: ‘Het stof rond Proxima is belangrijk omdat dit, na de ontdekking van de aardse planeet Proxima b, de eerste aanwijzing is dat de meest nabije buurster van de zon omgeven is door een uitgebreid planetenstelsel.’

De locatie van Proxima Centauri in de zuidelijke sterrenhemel

Stofgordels zijn de overblijfselen van materiaal dat niet is samengeklonterd tot grotere hemellichamen, zoals planeten. De rots- en ijsdeeltjes in de beide gordels hebben grootten die uiteenlopen van minder dan een millimeter tot vele kilometers – de afmetingen van planetoïden2.
Het stof lijkt zich te bevinden in een gordel die zich uitstrekt tot op enkele honderden miljoenen kilometers van Proxima Centauri en ongeveer één honderdste van een aardmassa aan materiaal bevat. Deze gordel heeft een temperatuur van naar schatting –230 graden Celsius en is daarmee ongeveer net zo koud als de Kuipergordel in het buitengebied van ons zonnestelsel.

Afbeelding eso1735d
De hemel rond Alpha Centauri en Proxima Centauri (geannoteerd)

De ALMA-gegevens bevatten ook aanwijzingen voor het bestaan van nog kouder stof op ongeveer tien keer zo grote afstand van de ster. Indien bevestigd, zou dat een intrigerende ontdekking zijn in die zeer koude omgeving ver van een ster die koeler en zwakker is dan de zon. Beide gordels bevinden zich veel verder van Proxima Centauri dan de planeet Proxima b, die op een afstand van slechts vier miljoen kilometer om zijn moederster cirkelt3.

Guillem Anglada licht te implicaties van de ontdekking toe: ‘Dit resultaat wijst erop dat Proxima Centauri een meervoudig planetenstelsel kan hebben, met een rijke geschiedenis van interacties die tot de vorming van een stofgordel heeft geleid. Verder onderzoek kan informatie verschaffen over de locaties waar zich nog onontdekte planeten kunnen bevinden.’

Het planetenstelsel van Proxima Centauri is ook interessant omdat er – in het kader van het Starshot-project – plannen bestaan om het te gaan onderzoeken met behulp van microsondes, voorzien van lichtzeilen die met gerichte laserbundels vanaf de aarde worden aangedreven. Kennis van de aanwezigheid van stof rond de ster is van cruciaal belang voor het plannen van zo’n missie.

Medeauteur Pedro Amado, ook van het Instituto de Astrofísica de Andalucía, voegt daaraan toe dat deze waarneming nog maar het begin is. ‘Deze eerste resultaten laten zien dat ALMA stofstructuren rond Proxima kan detecteren. Vervolgwaarnemingen zullen ons een gedetailleerder beeld van het Proxima-stelsel geven. In combinatie met het onderzoek van protoplanetaire schijven rond jonge sterrren zal dit meer inzicht geven in de processen die 4,6 miljard jaar geleden tot de vorming van de aarde en de rest van het zonnestelsel hebben geleid. Wat we nu zien, is nog maar een voorproefje van wat er komen gaat!’ Bron: ESO.

Noten
  1. Zuiver toevallig heeft de leider van het onderzoek, Guillem Anglada, dezelfde naam als de astronoom die leiding gaf aan het team dat Proxima Centauri b heeft ontdekt, Guillem Anglada-Escudé, die ook aan dit nieuwe onderzoeksartikel heeft bijgedragen. De twee zijn echter geen familie van elkaar. []
  2. Proxima Centauri is een tamelijk oude ster, van vergelijkbare leeftijd als ons zonnestelsel. De stofgordels die haar omgeven lijken waarschijnlijk op het overgebleven stof in de Kuipergordel en de planetoïdengordel in ons zonnestelsel en het stof dat verantwoordelijk is voor het zodiakale licht. De spectaculaire schijven rond veel jongere sterren die met ALMA in beeld zijn gebracht, zoals die van HL Tauri, bevatten veel meer materiaal dat nog bezig is om tot planeten samen te klonteren. []
  3. Indien het bestaan van de zeer zwakke buitengordel wordt bevestigd, kan de schijnbare vorm ervan astronomen in staat stellen om de inclinatie van het planetenstelsel van Proxima Centauri te bepalen. Ervan uitgaande dat de gordel in werkelijkheid cirkelvormig is, zou deze, ten gevolge van de hoek waaronder hij staat, elliptisch lijken. Dat zou op zijn beurt weer resulteren in een betere bepaling van de massa van de planeet Proxima b, waarvoor momenteel alleen een ondergrens bekend is. []

Reacties

  1. Wybren de Jong zegt:

    Zeer interessant, wanneer krijgen we vervolgwaarnemingen van ALMA?
    Krijgt dit wellicht enige prioriteit, of moeten we jaren wachten?

  2. @ note 3

    Ik begrijp dat deze “asteroïdengordel rond Proxima Centauri” nog niet bevestigd is, en ook de vorm nog niet.

    – Maar aangenomen dat Proxima-b in ongeveer het zelfde vlak ligt, (net als dat alle planeten van Sol ook min of meer in hetzelfde vlak liggen) zou dat dan keurig het schijnbaar elliptische model van de huidige waarneming goed verklaren?

    – Heb ik het goed begrepen dat deze astro-gordel op zo’n 2 tot 4 AE ligt?
    Dat is nog al een brede marge. Onze asteroïdengordel is veel smaller (1,2AE) naar mijn idee, maar die “wordt dan ook door Mars en Jupiter smal gehouden”. Een zo’n brede gordel zou er misschien wel op kunnen wijzen dat we, in elk geval in dit gebied, geen andere planeten meer hoeven te verwachten, of zie ik dat verkeerd… ?

    Groet, Paul

  3. Zou die nog koudere zone misschien een Oortcloud kunnen zijn?

Laat wat van je horen

*