Heeft ALMA drie nieuwe protoplaneten ontdekt?

Laurien Onderwater

2018-06-14 08:59:04

protoplaneten ALMA

Met behulp van een nieuwe techniek zou de ALMA-telescoop in Chili sterk bewijs hebben geleverd voor drie nieuwe jonge planeten.

Sinds de enorme telescoop in 2011 waarnemingen doet, hebben we al een hoop aan de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) te danken. Zo maakt het grootste astronomische project ter wereld prachtige timelapsevideo’s en kan het hemelobjecten – waaronder stofringen en protoplanetaire schijven – met een hoge resolutie waarnemen.

Nu blijken twee onafhankelijke teams van astronomen weer iets bijzonders te hebben ontdekt met de telescoop: drie nieuw gevormde planeten in een baan rondom een zeer jonge ster.

HD 163296

De ster in kwestie, HD 163296 genaamd, bevindt zich op een afstand van 330 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Boogschutter. De ster is ongeveer twee keer zo groot als de zon, maar ‘slechts’ vier miljoen jaar oud – en dat is jong vergeleken met de zon.

Rondom deze ster draait een zogenoemde protoplanetaire schijf: een schijf bestaande uit gas en stof die als planeetfabriek fungeert. Protoplanetaire schijven worden namelijk als de voorlopers van planeetsystemen beschouwd. En dat is dan ook wat astronomen nu denken te hebben gedetecteerd: drie nieuw gevormde planeten (protoplaneten) in een baan om HD 163296.

Op planeten jagen

Ze hanteerden een nieuwe planetenjacht-techniek. In plaats van zich te concentreren op het stof in de schijf, bestudeerden de astronomen de verspreiding en beweging van koolmonoxidegas (CO) door de schijf heen. CO-moleculen zenden namelijk licht uit op een specifieke golflengte die de ALMA-telescoop kan oppikken.

Kleine veranderingen in de golflengte van dit licht – als gevolg van het Dopplereffect – onthullen de bewegingen van het gas in de schijf. Dit geeft aan dat het gas een interactie aangaat met een enorm object. Als er namelijk geen planeten zouden zijn, zou gas rond een ster bewegen in een heel eenvoudig, voorspelbaar patroon.

“Omdat CO-moleculen overvloedig zijn (koolstof en zuurstof zijn de meest voorkomende elementen in het universum op waterstof en helium na), en moeilijk uit elkaar vallen, is dit een goede manier om het gas te volgen”, mailt astronoom Mathieu Renzo (Universiteit van Amsterdam).

Drie protoplaneten

Wel gebruikten de twee onderzoeksteams een variatie op de planetenjacht-techniek. Richard Teague en zijn team (University of Michigan) maten variaties in de snelheid van het gas. Dit gaf hen inzicht in de impact van meerdere planeten op de gasbeweging dichter bij de ster. Christophe Pinte en zijn team (Monash University, Australië) bepaalden directer de werkelijke snelheid van het gas, wat beter is voor het bestuderen van het buitenste deel van de schijf en nauwkeuriger de locatie van een potentiële planeet kan bepalen.

Het team onder leiding van Teague identificeerde twee planeten op ongeveer 12 miljard (80 keer de afstand van de aarde tot de zon) en 21 miljard kilometer van de ster (140 astronomische eenheid, AE). Het andere team, geleid door Pinte, identificeerde een planeet op ongeveer 39 miljard kilometer (260 AE) van de ster.

In beide gevallen identificeerden de onderzoekers gebieden waar de CO-gasstroom niet overeenkwam met de omgeving – een beetje zoals draaikolken rond een rots in een rivier. Door deze beweging zorgvuldig te analyseren, konden ze duidelijk de invloed van planetaire lichamen zien die qua massa op Jupiter lijken.

Nieuwe methode?

“Het is zeer waarschijnlijk dat wat ze hebben ontdekt de eerste stappen zijn in het proces van het vormen van ‘nieuwe’ planeten rondom ster HD 163296”, zegt bijzonder hoogleraar Ruimteobservaties van exoplaneten Malcolm Fridlund (Universiteit Leiden). “In ons zonnestelsel is de verste planeet 30 AE verwijderd van de zon (de planeet Neptunus). Het ‘nieuwe’ planeetsysteem is dus heel anders dan ons eigen zonnestelsel (zoals inderdaad het merendeel van tot nu toe ontdekte exoplanetaire systemen is).”

Renzo: “Als dit waar is, zou het een nieuw inzicht verschaffen over de vorming van reuzenplaneten, een actief onderwerp van onderzoek.”

Beide onderzoeksteams zullen nu doorgaan met het verfijnen van hun methode en zullen hem toepassen op andere schijven, zodat ze hopelijk beter begrijpen hoe atmosferen worden gevormd en welke elementen en moleculen vrijkomen bij een planeet zijn geboorte.

Bronnen: Astrophysical Journal Letters, National Radio Astronomy Observatory, European Southern Observatory

Beeld: Artist impression, NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

Lees ook:

KIJK 6/2018Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Nieuws