Met de Very Large Telescope in Chili zouden astronomen tekenen hebben gezien van de vorming van een nieuwe planeet.

Ons zonnestelsel is 4,6 miljard jaar geleden ontstaan uit een wolk van stof en gas die onder invloed van zijn eigen zwaartekracht begon in te storten. In het midden ontstond de kern van wat later de zon zou worden. Daaromheen bewoog het overgebleven gas en stof. De wolk zakte alsmaar verder in elkaar en draaide daardoor steeds sneller om de pas gevormde zonnekern. Op een gegeven moment draaide hij zó hard dat de gas- en stofdeeltjes zich verzamelden in banen rond de jonge ster: de zogeheten protoplanetaire schijf was geboren.

In die schijf ontstonden de aarde en de zeven andere planeten van ons zonnestelsel. Maar hoe de planeten (en planeten buiten ons zonnestelsel) precies zijn gevormd, weten sterrenkundigen nog niet. Gelukkig beschikken astronomen over de hele wereld over een aantal indrukwekkende ‘geboortespotters’ die meer informatie verschaffen. En met een zo’n spotter, de Very Large Telescope (VLT), zouden sterrenkundigen nu direct bewijs hebben gevonden voor de geboorte van een exoplaneet.

Lees ook:

• Vijf geboortespotters
• Groeiende exoplaneten in beeld

AB Aurigae

De opnamen die de VLT heeft gemaakt, laten de jonge ster AB Aurigae zien. De ster, die zich op 520 lichtjaar van de aarde bevindt in het sterrenbeeld Auriga (Voerman), wordt omringd door een dichte schijf van stof en gas. In die schijf ontdekten Franse sterrenkundigen een opmerkelijke spiraalstructuur met een ‘knik’. Die knik is een van de verstoorde plekken waarvan de onderzoekers aannemen dat er planeetvorming plaatsvindt.

En dat zou opwindend nieuws zijn. Het is dan namelijk de eerste keer dat er direct bewijs is gevonden voor de vorming van een nieuwe planeet. Bovendien verschaft de geboorte sterrenkundigen veel informatie over planeetvorming.

Spiraalarmen

Het onderzoek is een vervolg op een ontdekking die een aantal jaren geleden is gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Die waarnemingen lieten twee spiraalarmen van gas zien in de nabijheid van AB Aurigue en leverden daarmee de eerste aanwijzingen voor actieve planeetvorming rond de ster op.

Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Anthony Boccaletti van de Sterrenwacht van Parijs, maakte daarom in 2019 en 2020 scherpere opnamen van de jonge ster met de gevoelige SPHERE-camera van de VLT. Hiermee kon het team het zwakkere licht van kleine stofdeeltjes en straling uit de kern van de schijf zien. Op die manier hebben ze het bestaan van de spiraalarmen die voor het eerst met ALMA zijn gedetecteerd kunnen bevestigen en de knik ontdekt.

“De knik wordt door sommige theoretische modellen voor de planeetvorming voorspeld”, zegt onderzoeker Anne Dutrey. “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.”

Planeetvorming in actie

Planeetvormingsdeskundige Michiel Hogerheijde van de Universiteit Leiden is onder de indruk van de studie en het resultaat. “Deze spectaculaire waarnemingen gemaakt met het SPHERE-instrument op de VLT bevestigen wat kort geleden al vermoed werd op basis van gasmetingen met de ALMA-telescoop: in het materiaal in de schijf rond de jonge ster AB Aurigae hebben zich spiraalarmen ontwikkeld. Dergelijke spiraalarmen worden voorspeld door theorieën van planeetvorming, wanneer de zwaartekracht van de zich vormende planeet het gas en stof in de schijf begint aan te trekken.”

“Wat nou zo verrassend is aan de nieuwe waarnemingen,” vervolgt Hogerheijde, “is dat we zien dat er een ‘knik’ in een van de spiraalarmen zit, precies zoals berekeningen voorspellen dat zou moeten gebeuren vlakbij zo’n zich vormende planeet. Hier zien we dus planeetvorming in actie. AB Aur kan nu worden toegevoegd aan het (nog heel korte!) lijstje van schijven waarin we zien hoe een zich vormende planeet materiaal uit de schijf begint aan te trekken. Hieruit kunnen we leren hoe babyplaneten kunnen uitgroeien tot gasreuzen zoals Jupiter. Het begin van dergelijke babyplaneten is helaas nog in nevelen gehuld, en astronomen speuren verder om ook die eerste stapjes in het ontstaan van planeten te ontrafelen.”

Bronnen: Astronomy & Astrophysics (pdf), ESO

Beeld: ESO/Boccaletti et al.

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!