Astronomen hebben mogelijk een planeet in actie gezien die zich nog aan het vormen is en een fascinerend patroon heeft uitgesleten in het gas en stof rond zijn jonge moederster. Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben ze een planetaire schijf met opvallende spiraalarmen waargenomen en daarbij duidelijke sporen ontdekt van een planeet. Het is voor het eerst dat astronomen een kandidaat-planeet in zo’n spiraalarm hebben opgespoord.
‘We zullen nooit getuige zijn van de vorming van de aarde, maar hier, rond een jonge ster op 440 lichtjaar afstand, zien we misschien werkelijk een planeet ontstaan’, zegt Francesco Maio, promovendus aan de Universiteit van Florence in Italië, en hoofdauteur van het onderzoek, waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd. De mogelijke planeet-in-wording werd ontdekt in de protoplanetaire schijf (een schijf van gas en stof) rond de ster HD 135344B. De jonge planeet is naar schatting tweemaal zo groot als Jupiter en net zo ver van zijn moederster verwijderd als Neptunus van de zon. Gebleken is dat de planeet tijdens zijn groei zijn omgeving beïnvloedt.
Ook rond andere jonge sterren zijn protoplanetaire schijven waargenomen die vaak ingewikkelde patronen, zoals ringen, leemtes of spiralen vertonen. Astronomen gingen er al langer van uit dat dergelijke structuren worden veroorzaakt door babyplaneten die materiaal opvegen terwijl ze om hun moederster cirkelen. Maar tot nu toe hadden nog geen van deze planetaire ‘beeldhouwers’ op heterdaad kunnen betrappen. In het geval van de schijf HD 135344B waren de rondzwiepende spiraalarmen al ontdekt door een ander team van astronomen dat gebruik maakte van SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), een instrument van ESO’s Very Large Telescope. Maar bij die eerdere waarnemingen was geen aanwijzing gevonden dat zich in die schijf een planeet aan het vormen is.
Dankzij waarnemingen met het nieuwe ERIS-instrument van de VLT (de Enhanced Resolution Imager and Spectrograph) denken de onderzoekers dat ze deze planeet misschien alsnog hebben gevonden. Het team ontdekte de kandidaat-planeet aan de basis (de oksel) van een van de spiraalarmen van de schijf, precies waar theoretisch was voorspeld dat ze een planeet zouden aantreffen die verantwoordelijk is voor het uitkerven van zo’n patroon. ‘Wat deze waarneming mogelijk tot een keerpunt maakt, is dat we – anders dan bij veel eerdere waarnemingen – in staat zijn om het signaal van de protoplaneet, die nog steeds diep is ingebed in de schijf, rechtstreeks te detecteren’, zegt Maio, die werkzaam is bij het Arcetri Astrophysical Observatory, een centrum van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF). ‘Dit geeft ons veel meer vertrouwen in het bestaan van de planeet, omdat we het licht van de planeet zelf waarnemen.’
De geboorte van de metgezel van een ster
Een ander team van astronomen heeft onlangs het ERIS-instrument gebruikt om V960 Mon te bestuderen – een ster die zich nog in zijn allereerste levensfase bevindt. In een onderzoek waarvan de resultaten op 18 juli in The Astrophysical Journal Letters zijn gepubliceerd, meldt het team dat ze een begeleider hebben ontdekt bij deze ster, maar de precieze aard van dit object is nog onduidelijk. De nieuwe studie, onder leiding van Anuroop Dasgupta, een promovendus bij ESO en aan de Diego Portales Universiteit in Chili, is een vervolg op waarnemingen van V960 Mon die enkele jaren geleden zijn gedaan. Uit deze waarnemingen, die zijn uitgevoerd met zowel SPHERE als de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), bleek dat het materiaal dat rond V960 Mon draait de vorm heeft van een aantal complexe spiraalarmen. Ze toonden ook aan dat dit materiaal aan het verbrokkelen is – een proces dat ‘gravitationele instabiliteit’ wordt genoemd. Daarbij trekken grote klonten materie rond een ster samen en kan zich een planeet of een groter object vormen.
‘Bij dit onderzoek is onstabiel materiaal ontdekt, maar onduidelijk was wat er daarna gebeurt. Met ERIS zijn we op zoek gegaan naar compacte, lichtgevende fragmenten die wijzen op de aanwezigheid van een begeleider in de schijf – en dat is gelukt’, zegt Dasgupta. Het team heeft een mogelijk begeleidend object ontdekt vlakbij een van de spiraalarmen die met SPHERE en ALMA zijn waargenomen. Het team zegt dat dit object een planeet-in-wording kan zijn of een ‘bruine dwerg’ – een object dat groter is dan een planeet maar niet genoeg massa heeft verzameld om een heldere ster te kunnen worden. Als dit bevestigd kan worden, zou dit begeleidende object de eerste duidelijke waarneming zijn van een planeet of bruine dwerg die door gravitationele instabiliteit is ontstaan.
Bron: ESO
