23 juli 2024

Revolutionaire ALMA-opname toont geboorte van planeten

Deze nieuwe opname van ALMA, de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, geeft een ongekend gedetailleerd beeld van de planeten-vormende schijf rond een jonge ster. Dit zijn de eerste waarnemingen waarbij ALMA in haar bijna-definitieve configuratie is gebruikt – nooit eerder zijn op submillimetergolflengten zulke scherpe beelden gemaakt. De nieuwe resultaten betekenen een enorme stap voorwaarts in het onderzoek van de ontwikkeling van protoplanetaire schijven en van de vorming van planeten.

Voor de eerste waarnemingen van ALMA in haar nieuwe, meest krachtige opstelling hebben onderzoekers de antennes gericht op HL Tauri – een jonge ster op een afstand van ongeveer 450 lichtjaar, die omgeven is door een stofrijke schijf [1]Sinds september 2014 neemt ALMA het heelal waar in haar grootste omvang, waarbij haar antennes over een afstand van maximaal vijftien kilometer zijn verspreid. Deze … Lees verder. Het resulterende beeld overtreft alle verwachtingen en toont onverwacht fijne details in de schijf van materiaal dat is overgebleven van de geboorte van de ster. Het toont een aantal concentrische heldere ringen, gescheiden door donkere gordels [2]De structuren worden gezien met een resolutie van slechts vijf keer de afstand zon-aarde. Dit komt overeen met een hoekresolutie van ongeveer 35 milliboogseconden – beter dan wat in de regel … Lees verder.

ALMA/Hubble-montagefoto van het gebied rond de jonge ster HL Tauri.

Deze structuren zijn vrijwel zeker het resultaat van jonge planeetachtige objecten die zich in de schijf aan het vormen zijn. Dat is verrassend omdat naar verwachting zulke jonge sterren geen planetaire begeleiders hebben die groot genoeg zijn om structuren als die we op deze foto zien te kunnen veroorzaken,’ zegt plaatsvervangend ALMA-directeur Stuartt Corder.

Toen we deze afbeelding voor het eerst zagen, stonden we versteld van de spectaculaire detailrijkdom. HL Tauri is pas een miljoen jaar oud, maar desondanks lijkt haar schijf al tal van planeten-in-wording te bevatten. Deze ene opname zal een revolutie in de theorieën over planeetvorming teweegbrengen,’ aldus Catherine Vlahakis, ALMA Deputy Program Scientisten Lead Program Scientist voor de ALMA Long Baseline Campaign.

ALMA-opname van de protoplanetaire schijf rond HL Tauri (met tekst).

De schijf van HL Tauri lijkt veel verder te zijn ontwikkeld dan je op grond van de leeftijd van het stelsel zou verwachten. De ALMA-opname wijst er dus op dat het planeetvormingsproces veel sneller verloopt dan tot nu toe werd gedacht.

Zo’n hoge resolutie kan alleen worden bereikt met de lange basislijn van ALMA en voorziet astronomen van nieuwe informatie die met geen enkele andere faciliteit kan worden verzameld, zelfs niet met de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA. ‘De logistiek en infrastructuur die nodig zijn om antennes op zulke verre locaties te plaatsen, vereisten een ongekende gecoördineerde inspanning door een deskundig internationaal team van ingenieurs en wetenschappers,’ zegt ALMA directeur, Pierre Cox. ‘Met deze lange basislijnen is een van de belangrijkste doelstellingen van ALMA ingewilligd, en een indrukwekkende technologische, wetenschappelijke en technische mijlpaal bereikt.

Deze foto vergelijkt de afmetingen van het zonnestelsel met die van HL Tauri en zijn omringende protoplanetaire schijf. Hoewel de ster veel kleiner is dan de zon, heeft de schijf rond HL Tauri een middellijn die bijna drie keer zo groot is als de afstand tussen de zon en Neptunus, de verste planeet van ons zonnestelsel.

Jonge sterren zoals HL Tauri worden geboren uit wolken van gas en fijn stof, in gebieden die onder invloed van hun eigen zwaartekracht zijn samengetrokken. Hierdoor ontstaan dichte, hete kernen die uiteindelijk ‘ontbranden’ en in jonge sterren veranderen. Deze jonge sterren zijn aanvankelijk gehuld in het overgebleven gas en stof, dat zich uiteindelijk organiseert tot een zogeheten protoplanetaire schijf.

Door vele onderlinge botsingen klonteren de stofdeeltjes samen tot deeltjes ter grootte van zandkorrels en grind. Uiteindelijk kunnen er in de schijf planetoïden, kometen en zelfs planeten ontstaan. Jonge planeten zullen de schijf zodanig verstoren dat er ringen, lege gordels en gaten ontstaan – precies zoals deze ALMA-waarnemingen laten zien [3]In zichtbaar licht zit HL Tauri verscholen in een omvangrijk omhulsel van stof en gas. ALMA neemt op veel langere golflengten waar, wat het mogelijk maakt om processen in het hart van deze wolk te … Lees verder.

Overzichtsfoto van het hemelgebied rond de jonge ster HL Tauri.

Het onderzoek van deze protoplanetaire schijven is van cruciaal belang voor onze ideeën over de wijze waarop de aarde en de overige planeten van het zonnestelsel zijn ontstaan. Waarnemingen van het beginstadium van de planeetvorming rond HL Tauri kunnen ons laten zien hoe ons eigen planetenstelsel er tijdens zijn ontstaan, meer dan vier miljard jaar geleden, uitzag.

Het meeste wat we nu over planeetvorming weten, is gebaseerd op theorieën. Detailrijke afbeeldingen als deze waren tot nu toe voorbehouden aan computersimulaties of artist’s impressions. Deze gedetailleerde opname van HL Tauri bewijst wat ALMA in haar grootste configuratie kan bereiken en vormt het begin van een nieuw tijdperk in ons onderzoek van de vorming van sterren en planeten,’ zegt Tim de Zeeuw, directeur-generaal van ESO. Bron: ESO.

Voetnoten

Voetnoten
1 Sinds september 2014 neemt ALMA het heelal waar in haar grootste omvang, waarbij haar antennes over een afstand van maximaal vijftien kilometer zijn verspreid. Deze ‘lange-basislijncampagne’ duurt tot 1 december 2014. De basislijn is de grootste afstand tussen twee antennes van de array. Ter vergelijking: de antennes van andere faciliteiten die op millimetergolflengten opereren staan niet meer dan twee kilometer uit elkaar. De maximale basislijn die met ALMA kan worden bereikt is zestien kilometer. Toekomstige waarnemingen op kortere golflengten zullen een nog hogere beeldscherpte bereiken.
2 De structuren worden gezien met een resolutie van slechts vijf keer de afstand zon-aarde. Dit komt overeen met een hoekresolutie van ongeveer 35 milliboogseconden – beter dan wat in de regel wordt bereikt met de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA.
3 In zichtbaar licht zit HL Tauri verscholen in een omvangrijk omhulsel van stof en gas. ALMA neemt op veel langere golflengten waar, wat het mogelijk maakt om processen in het hart van deze wolk te onderzoeken.
Share

Comments

  1. Dick+Mesland zegt

    Is het begrijpelijk waar de donkere radiale “spaken” door ontstaan? Of is dat een artefact?

  2. Ja, da’s een goede vraag. Net even de bron gechekt, maar daar wordt niets vermeld. Wellicht zijn die spaken vergelijkbaar met de spaken in de ringen van Saturnus, welke je hier ziet: http://www.apod.nl/ap090602_nl.html

  3. WAUW!! mijn mond valt open, wat een prachtige registratie.

  4. Deze foto’s zijn wel heel scherp! Gaat dit ook helpen om veel meer planeten te vinden? Maar dan direct door ze op een foto aan te kunnen wijzen niet via de indirecte weg door de variatie in lichtsterkte?

  5. Harry+Keizer zegt

    Ik wil ook zo’n schotel opererend op golflengtes van 0.3 tot 9.6 mm i.p.v. de huidige 23cm…..! Wow wat een gave beelden en dito info!

  6. Harry Keizer zegt

    Ik wil ook zo’n sub mm schotel…! Wow wat een gave beelden + dito info!!

Speak Your Mind

*