Beelden van de planeetvormende schijf rond AB Aurigae. Rechts een uitvergroting van het centrum van het linkerbeeld.
ESO/Boccaletti et al.

ESO-telescoop ziet sporen van de geboorte van een babyplaneet

Astronomen hebben mogelijk het eerste directe bewijs gevonden voor de geboorte van een 'babyplaneet'. In de dichte planeetvormende  schijf van stof en gas rond de jonge ster AB Aurigae hebben ze een opvallende spiraalstructuur met een ‘knik’ ontdekt die de plek aangeeft waar zich mogelijk een planeet aan het vormen is. De waarnemingen gebeurden met de Very Large Telescope (VLT) van de ESO, door een internationaal team waar ook Anne-Lise Maire van het STAR-Institut van de Université de Liège deel van uitmaakt.  

"Tot nu toe zijn er duizenden exoplaneten ontdekt, maar er is weinig bekend over hun ontstaan", zei Anthony Boccaletti van het Observatoire de Paris van de PSL Université, die de leiding had over het 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 de VLT van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO, European Southern Observatory) laten volgens het team duidelijke sporen zien van de vorming van een planeet en leveren cruciale aanwijzingen op die wetenschappers meer inzicht geven in dit proces.

"Om het ogenblik van de planeetvorming echt te kunnen vastleggen, moeten we zeer jonge systemen waarnemen", zei Boccaletti. Maar tot nu toe konden astronomen geen beelden maken van jonge schijven die voldoende scherp waren en genoeg details lieten zien om de ‘knik’ te vinden die de plek aangeeft waar zich een babyplaneet aan het vormen is. 

De foto’s van het AB Aurigae-systeem waarop de schijf van gas en stof te zien is die de jonge ster omringt. 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 de ster AB Aurigae als Neptunus van de zon. De blauwe cirkel geeft de omvang van de omloopbaan van Neptunus weer.
ESO/Boccaletti et al.

Spiralen

Nu hebben de astronomen dergelijke scherpe beelden wel en op de nieuwe opnames is een prachtige spiraal van stof en gas rond AB Aurigae te zien – een ster op 520 lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Auriga (Voerman of Wagenman).

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", zei  astrofysicus Emmanuel Di Folco van het Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux (LAB), die eveneens aan het onderzoek heeft meegewerkt.

Doordat de babyplaneet om de centrale ster draait, neemt de golf die ze veroorzaakt de vorm van een spiraalarm aan. De zeer heldere gele 'knik' nabij het centrum van de nieuwe opname van AB Aurigae is een van de verstoorde plekken waarvan het onderzoeksteam aanneemt dat er planeetvorming plaatsvindt. De 'knik' is ongeveer even ver van de ster verwijderd als Neptunus van de zon.

Kaart van het sterrenbeeld Auriga en enkele omliggende sterrenbeelden met de positie van het AB Aurigae-systeem. Op de kaart staan bijna alle sterren die onder goede omstandigheden met het blote oog te zien zijn. De jonge ster AB Aurigae bevindt zich in het rode cirkeltje.
ESO, IAU and Sky & Telescope

Eerste aanwijzingen uit beelden van de ALMA

Het waren waarnemingen van het AB Aurigae-systeem van enkele jaren geleden met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) - waar de ESO een partner in is -, die de eerste aanwijzingen opleverden voor actieve planeetvorming rond deze ster. 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 genoeg om in 2019 en begin 2020 scherpere opnames van de ster te maken met het SPHERE-instrument van de 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 de astronomen dankzij de gevoelige SPHERE-camera nu ook het zwakkere licht van kleine stofdeeltjes en straling uit het hart van de schijf konden zien.

Zo konden ze het bestaan van de spiraalarmen die voor het eerst met ALMA waren gedetecteerd bevestigen en bovendien ontdekten ze een andere opvallende structuur: 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", zei 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." Daardoor kan de planeet-in-wording groter worden en uitgroeien tot een 'echte' planeet.

De Melkweg schittert boven de ALMA-telescoop, op de 5.100 meter hoge Chajnantor-hoogvlakte in de Chileense Andes. De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is een geavanceerde telescoop waarmee de straling van enkele van de koudste objecten in het heelal kan worden waargenomen. Die straling, die het midden houdt tussen infrarood- en radiostraling, heeft golflengten van ongeveer een millimeter, en wordt daarom millimeter- en submillimeterstraling genoemd. ALMA bestaat uit 66 zeer precieze schotelantennes die verspreid staan over afstanden tot 16 kilometer. Dit wereldwijde samenwerkingsverband is momenteel het grootste sterrenkundige project op aarde.
BabakTafreshiDreamview.net

Extremely Large Telescope

De 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 reeds met ALMA en SPHERE gedaan werd.

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", zo besloot hij. 

De studie van Boccaletti en zijn team is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van de ESO. 

Een korte video van de ESO in het Engels over de ontdekking van de 'knik' in het hart van de schijf van gas en stof rond de jonge ster AB Aurigae.

Een korte video van ESO/Boccaletti et al./M. Kornmesser die inzoomt op het hart van de planeetvormende schijf rond AB Aurigae.

Meest gelezen