Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Onderzoekers hebben voor het eerst het moment vastgesteld waarop planeten zich beginnen te vormen rond een ster.
Toen onze zon nog jong was en er nog geen planeten omheen draaiden, was ze omringd door een protoplanetaire schijf: een dichte schijf van gas en stof waaruit later de aarde en de andere planeten zijn ontstaan. Astronomen speuren naar jonge sterren die nog zo’n protoplanetaire schijf hebben en dus bezig zijn een planetenstelsel te vormen. Daarmee hopen ze een inkijkje te krijgen in het verleden van ons eigen zonnestelsel.
Zulke jonge sterren zijn al meerdere keren gevonden, maar de planeten zijn dan al deels gevormd. Nu hebben Leidse onderzoekers, samen met internationale collega’s, voor het eerst het allervroegste stadium van planeetvorming rond een ster geïdentificeerd.
Merel van ’t Hoff, een van de onderzoekers, omschrijft het resultaat in een persbericht als “een babyfoto van ons zonnestelsel” en zegt dat “we hier een stelsel zien dat lijkt op hoe ons zonnestelsel eruitzag toen het zich net begon te vormen”. Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.
Lees ook:
- Rond deze kleine ster draait een gigantische planeet – en dat zou niet moeten kunnen
- Unieke beelden onthullen geheimen van planeetgeboorte
Mineraalkristallen vormen de basis van planeten
Het pasgeboren planetenstelsel vormt zich rond HOPS-315, een protoster (babyster) die zo’n 1300 lichtjaar van ons is verwijderd en sterke overeenkomsten vertoont met onze zon in haar jonge jaren. HOPS-315 heeft een protoplanetaire schijf, maar daarin zitten nog geen jonge planeten.
Het oudste vaste materiaal in ons eigen zonnestelsel is gevonden in bepaalde meteorieten. Om te bepalen wanneer de vorming van ons zonnestelsel begon, hebben wetenschappers eerder al deze oergesteenten bestudeerd. Zulke meteorieten zitten vol met kristalachtige mineralen die siliciummonoxide bevatten. In protoplanetaire schijven komen deze mineralen voor als gasvorm, maar kunnen naarmate de schijf iets afkoelt condenseren en stollen tot vaste kristallen.
Na verloop van tijd klonteren deze gecondenseerde vaste stoffen samen en leggen ze de kiem voor de vorming van planeten: zogenoemde planetesimalen. De eerste planetesimalen in het zonnestelsel, die uitgroeiden tot planeten zoals de aarde of de kern van Jupiter, werden vlak na de condensatie van deze kristallijne mineralen gevormd.
Kopie van ons zonnestelsel
In het nieuwe onderzoek hebben de astronomen bewijs gevonden dat deze mineralen beginnen te condenseren in de schijf rond HOPS-315. Hun resultaten laten zien dat rond de babyster siliciummonoxide zowel in gasvormige als in kristallijne mineraalvorm aanwezig is, wat suggereert dat dit materiaal nog maar net begint te stollen. “Dit proces is nog nooit eerder gezien in een protoplanetaire schijf of elders buiten ons zonnestelsel”, zegt onderzoeker Edwin Bergin.
De mineralen werden geïdentificeerd met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop. Om erachter te komen waar de signalen precies vandaan kwamen, nam het team het stersysteem waar met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in de Chileense Atacama-woestijn.
Met de ALMA-gegevens stelde het team vast dat de chemische signalen afkomstig waren van een klein gebied in de schijf rond de ster waarvan de ligging overeenkomt met die van de planetoïdengordel rond de zon. “We zien de mineralen echt op dezelfde plek in dit stersysteem als waar we ze in de planetoïden van ons zonnestelsel zien”, zegt onderzoeker Logan Francis.
Hierdoor vormt de schijf van HOPS-315 een uitgelezen kans om de kosmische geschiedenis van ons eigen zonnestelsel te bestuderen. Van ’t Hoff: “Dit stersysteem is een van de beste die we kennen om een aantal van de processen te onderzoeken die in ons zonnestelsel hebben plaatsgevonden.” Het systeem biedt astronomen ook een nieuwe kans om de vroege vorming van planeten te bestuderen, doordat het als surrogaat kan dienen voor pasgeboren zonnestelsels elders in het Melkwegstelsel.