16 oktober 2021

Astronomen zien schijf rond jonge super-Jupiter waar wellicht manen vormen

Oude artistieke weergave van GQ Lupi B (linksvoor) en de hoofdster GQ Lupi (rechts). Ten tijde van deze tekening, in 2010, was de stofschijf rond GQ Lupi B nog niet ontdekt. (c) Devon1980 [CC BY-SA 3.0 via Wikimedia]

Een internationaal team van sterrenkundigen onder Leidse leiding heeft voor het eerst een stofschijf in kaart gebracht rond een jonge super-Jupiter, een hemellichaam op het grensgebied tussen een reuzenplaneet en bruine dwerg. Ze keken met behulp van zogeheten directe waarnemingen bij mid-infrarode golflengtes. Ze detecteerden emissie van de schijf en speculeren dat er misschien manen zijn gevormd. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad The Astronomical Journal.

Sterrenkundigen vermoeden al langer dat jonge gasreuzen en bruine dwergen een stofschijf om zich heen hebben draaien waarin manen kunnen ontstaan, vergelijkbaar met de vorming van planeten in een schijf rond een jonge ster. Zo is er bijvoorbeeld bewijs voor een gigantisch ringsysteem dat is ontdekt in de helderheidsvariaties van een ster toen de ringen er voorlangs bewogen. Nu hebben onderzoekers voor het eerst de warmtestraling van een schijf van gas en stof rond een zware super-Jupiter gedetailleerd bekeken.

500 lichtjaar van de aarde
Het gaat om de reuzenplaneet of bruine dwerg genaamd GQ Lupi B. Het object bevindt zich in het zuidelijke sterrenbeeld Wolf (Lupus) op ongeveer 500 lichtjaar van de aarde. GQ Lupi B is veel zwaarder dan Jupiter en heeft een baan die meer dan 20 keer wijder rond de hoofdster ligt dan Jupiter rond onze zon.

De ontstaansgeschiedenis van dit soort objecten is een mysterie. Het is niet duidelijk of GQ Lupi B via een planeetachtige of sterachtige route is gevormd. GQ Lupi B werd in 2004 ontdekt toen er van de ster GQ Lupi een foto met hoog contrast werd gemaakt. Sindsdien onderzoeken sterrenkundigen van over de hele wereld de atmosfeer en baanbeweging van deze super-Jupiter.

Very Large Telescope
Voor het recente onderzoek gebruikten de astronomen de instrumenten NACO en MUSE. Die zijn gekoppeld aan de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Met infraroodcamera NACO zagen de astronomen dat er infraroodstraling van de stofschijf afkomt. Daaruit leidden ze af dat de schijf een stuk koeler is dan de hete atmosfeer van GQ Lupi B. De onderzoekers denken dat de lage temperatuur duidt op een centrale leegte in de schijf. Ze vermoeden dat daar wellicht het stof is weggeveegd doordat er manen zijn gevormd. Maar het zou ook kunnen dat de schijf beïnvloed wordt door een magneetveld van GQ Lupi B.

Met MUSE, een enorm stabiele spectrograaf die werkt in het visuele deel van het spectrum, hebben de onderzoekers zogeheten H-alfastraling gemeten. Dat duidt erop dat GQ Lupi B nog aan het groeien is dankzij de aanvoer van gas uit zijn eigen schijf en mogelijk ook uit de schijf van de ster waar deze super-Jupiter omheen beweegt.

In de toekomst hopen de onderzoekers de schijf van GQ Lupi B in meer detail te bestuderen. “De James Webb-ruimtetelescoop die binnenkort gelanceerd wordt biedt interessante mogelijkheden.” zegt onderzoeksleider Tomas Stolker (Universiteit Leiden). “Webb kan spectra nemen bij mid-infrarood golflengtes. Dat is vanaf de aarde niet goed mogelijk. Op die manier zouden we veel meer kunnen leren over de fysische en chemische processen in de schijf van GQ Lupi B die wellicht de vorming van manen mogelijk maken.”

Gasreus of bruine dwerg?
Met de ontdekking van nieuwe exoplaneten is het niet altijd duidelijk of het om een planeet of bruine dwerg gaat. Dit is met name lastig te bepalen bij direct waargenomen objecten zoals GQ Lupi B omdat hun massa’s vaak onzeker zijn. Vandaar dat onderzoekers vaak een slag om de arm houden en het in één adem hebben over ‘een reuzenplaneet of bruine dwerg’. En vandaar dat de B in GQ Lupi B soms met een hoofdletter (want een bruine dwerg) en soms met een kleine letter (want een planeet) wordt geschreven.

Wetenschappelijk artikel

Characterizing the protolunar disk of the accreting companion GQ Lupi B. Door: Tomas Stolker, Sebastiaan Y. Haffert, Aurora Y. Kesseli, Rob G. van Holstein, Yuhiko Aoyama, Jarle Brinchmann, Gabriele Cugno, Julien H. Girard, Gabriel-Dominique Marleau, Michael R. Meyer, Julien Milli, Sascha P. Quanz, Ignas A.G. Snellen & Kamen O. Todorov. Geaccepteerd voor publicatie in The Astronomical Journal. Gratis preprint: https://arxiv.org/abs/2110.04307

Bron: Astronomie.nl.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.