SPHERE-opname van de schijf rond AB Aurigae. Credit:
ESO/Boccaletti et al.
Waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) laten duidelijke tekenen zien van de vorming van een planeet. In de dichte schijf van stof en gas rond de jonge ster AB Aurigae hebben astronomen een opvallende spiraalstructuur met een ‘knik’ ontdekt die de plek aangeeft waar zich mogelijk een planeet aan het vormen is. Het waargenomen kenmerk zou het eerste directe bewijs kunnen zijn voor de geboorte van een babyplaneet.
‘Duizenden exoplaneten zijn tot nu toe ontdekt, maar er is weinig bekend over hun ontstaan’, zegt Anthony Boccaletti van de Sterrenwacht van Parijs van de PSL Universiteit (Frankrijk), die leiding gaf aan dit onderzoek. Astronomen weten dat planeten geboren worden door de samenklontering van koud gas en stof in de stofrijke schijven rond jonge sterren zoals AB Aurigae. De nieuwe waarnemingen met ESO’s VLT, die in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd, leveren belangrijke aanwijzingen op die wetenschappers meer inzicht geven in dit proces.
SPHERE-opname van het hart van de schijf rond AB Aurigae. Credit:
ESO/Boccaletti et al.
‘Om het moment van planeetvorming werkelijk te kunnen vastleggen, moeten we zeer jonge systemen waarnemen’, zegt Boccaletti. Maar tot nu toe konden astronomen geen opnamen maken van jonge schijven die genoeg details laten zien om de ‘knik’ te vinden die de plek aangeeft waar zich een babyplaneet aan het vormen is.
Op de nieuwe opnamen is een prachtige spiraal van stof en gas rond AB Aurigae te zien – een ster op 520 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Auriga (Voerman). Spiralen van dit type zijn een teken dat er babyplaneten aanwezig zijn die ‘het gas in de schijf verstoren ongeveer zoals de boeggolf van een boot het oppervlak van een meer verstoort,’ aldus Emmanuel Di Folco van het Astrofysisch Laboratorium van Bordeaux (LAB), Frankrijk, die eveneens aan het onderzoek heeft meegewerkt. Doordat de planeet om de centrale ster draait, neemt deze golf de vorm van een spriaalarm aan. De zeer heldere gele ‘knik’ nabij het centrum van de nieuwe opname van AB Aurigae, die ongeveer even ver van de ster is verwijderd als Neptunus van de zon, is een van de verstoorde plekken waarvan het onderzoeksteam aanneemt dat er planeetvorming plaatsvindt.
De foto’s van het AB Aurigae-systeem waarop de omringende schijf te zien is. De rechter foto, een ingezoomde versie van het centrale deel van de foto links, toont het hart van de schijf. Daar bevindt zich de ‘knik’ (in zeer helder geel) waarvan wetenschappers denken dat dit de plek is waar een planeet ontstaat. De knik is ongeveer even ver verwijderd van AB Aurigae als Neptunus van de zon. Credit: ESO/Boccaletti et al.
Waarnemingen van het AB Aurigae-systeem die enkele jaren geleden zijn gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waar ESO partner in is, leverden de eerste aanwijzingen voor actieve stervorming rond deze ster op. Op de ALMA-beelden ontdekten wetenschappers twee spiraalarmen van gas in de nabijheid van de ster, die zich in het hart van de schijf bevinden. Dat was voor Boccaletti en een team van astronomen uit Frankrijk, Taiwan, de VS en België reden om in 2019 en begin 2020 scherpere opnamen van de ster te maken met het SPHERE-instrument van ESO’s VLT in Chili. De SPHERE-beelden zijn de ‘diepste’ opnamen van het AB Aurigae-systeem die tot nu toe zijn gemaakt.
Daarmee wordt bedoeld dat astronomen dankzij de gevoelige SPHERE-camera nu ook het zwakkere licht van kleine stofdeeltjes en straling uit het hart van de schijf konden zien. Op die manier hebben ze het bestaan van de spiraalarmen die voor het eerst met ALMA zijn gedetecteerd kunnen bevestigen en bovendien een andere opvallende structuur ontdekt: een ‘knik’ die erop wijst dat zich momenteel planeten aan het vormen zijn in de schijf. ‘De knik wordt door sommige theoretische modellen voor de planeetvorming voorspeld’, zegt co-auteur Anne Dutrey, ook van LAB. ‘Hij vormt de verbinding tussen twee spiralen, waarvan de ene vanaf de omloopbaan van de planeet naar binnen gaat en de andere naar buiten uitwaaiert. De twee komen bij de planeet-in-wording bij elkaar en zorgen ervoor dat deze zich kan voeden met het gas en stof van de schijf.’
ESO is momenteel bezig met de bouw van de 39-meter Extremely Large Telescope die bij zijn onderzoek van planeten buiten ons zonnestelsel zal kunnen voortbouwen op het geavanceerde onderzoek dat met ALMA en SPHERE is gedaan. Boccaletti denkt dat deze krachtige telescoop astronomen in staat zal stellen om nog gedetailleerdere opnamen te maken van planeten-in-wording. ‘We zouden dan direct en veel preciezer moeten kunnen zien hoe de dynamiek van het gas bijdraagt aan het planeetvormingsproces’, concludeert hij. Bron: ESO.
