Nieuw model levert elegante verklaring voor eigenaardige puinschijf rondom Beta Pictoris

Beta Pictoris is een boeiend en nogal gewelddadig zonnestelsel en dankzij nieuwe modellen hebben we nieuwe inzichten verkregen in de chaos van dit jonge stelsel. In het nieuwste model wordt de evolutie van de puinschijf rondom de ster gevolgd over een periode van enkele miljoenen jaren, inclusief de oneffenheden, verstoringen, ringen en golven.

Astronomen Erika Nesvold en Marc Kuchner hebben hiertoe een driedimensionaal deeltjesmodel ontwikkelt van Beta Pictoris, waarin ieder (computer)deeltje staat voor een cluster van fysieke deeltjes die in dezelfde richting bewegen. Het gedrag van deze deeltjes tijdens de gesimuleerde millennia heeft de wetenschappers in staat gesteld om een verklaring te vinden voor de merkwaardige eigenschappen van de schijf rondom Beta Pictoris.

Beta Pictoris staat relatief dichtbij (op 63 lichtjaar afstand) en is relatief jong (zo’n 21 miljoen jaar). De planeet bevat een puinschijf waarin botsingen aan de orde van de dag zijn, en is verder in het bezit van minimaal één planeet. De schijf bevat allerlei merkwaardige stucturen, waaronder een tweede, zwakkere schijf die geheld staat t.o.v. de primaire schijf, waardoor een soort van X-vorm ontstaat. Daarnaast zitten er merkwaardige vervormingen in de schijf, evenals mysterieuze en massieve klonters van koolmonoxide.Waar komen die vreemde structuren vandaan? Voorheen werd de invloed van een onzichtbare, tweede planeet als mogelijke oorzaak beschouwd, terwijl andere wetenschappers het hielden op botsingen tussen enorme kometen ter grootte van Mars. Het model van Kuchner weet echter alles te verklaren, zonder extra planeten of superkometen erbij te betrekken.

Volgens het model veroorzaakt de planeet Beta Pictoris b een tweetal spiraalarmen in de puinschijf rondom de centrale ster, die op bepaalde punten samenkomen en verstoringen in de schijf introduceren. Dit is wellicht het belangrijkste resultaat van het model: de ontdekking dat de invloed van een enkele planeet op dit planetenstelsel enorm is. Overigens is Beta Pictoris b niet zomaar een planeet, maar een massieve super-Jupiter van negen Jupitermassa’s. Deze planeet draait op een vergelijkbare afstand rond z’n ster als Saturnus in ons zonnestelsel.De omloopbaan van deze planeet is gekanteld en bijzonder excentrisch (elliptisch), waarbij de planeet twee keer per omloopbaan door de primaire puinschijf van z’n moederster ploegt. Hierbij worden verticale spiraalgolven aangedreven, die resulteren in troggen waarin botsingen frequenter voorkomen dan elders. Hierbij wordt het aanwezige materiaal verpulverd tot steeds kleinere fragmenten.Blijft natuurlijk nog de vraag hoe Beta Pictors b in z’n huidige omloopbaan terecht is gekomen. Volgens de huidige modellen van planeetvorming zou die planeet in hetzelfde vlak moeten draaien als de puinschijf. Wetenschappers vermoeden dat de planeet zo’n 10 miljoen jaar geleden gearriveerd is op z’n huidige locatie, wellicht als gevolg van de invloed van een tweede planeet. Verrek, hebben we toch een extra planeet nodig om de boel te verklaren 🙁 ;)Okee, klinkt allemaal ingewikkeld, maar in onderstaande video wordt alles haarfijn uitgelegd.

Bron: io9.