ALMA maakt de eerste complete opname van de stofschijf rond Fomalhaut

De stofschijf om de ster Fomalhaut
De stofschijf om de ster Fomalhaut. De ALMA-data zijn oranje. De centrale vlek is de straling van Fomalhaut die een massa van ongeveer 2 zonsmassa heeft. In blauw de gegevens van de Hubble Telescope. Het zwarte gebied is een masker om het licht van de centrale ster weg te filteren zodat de zwakke delen zichtbaar worden. (credit: ALMA/ESO/NASA/ESA/Hubble)

Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) de eerste opnames in het millimetergebied gemaakt van de stofschijf rond de jonge ster Fomalhaut. Ze zagen dat de hoeveelheid ijs van botsende exo-kometen overeenkomt met de kometen in ons eigen zonnestelsel.

Fomalhaut is een jonge ster die zich in het sterrenbeeld Piscis Austrinus – Zuidervis bevindt. De ster bevindt zich op een afstand van ongeveer 25 lichtjaar van de Aarde. Fomalhaut is ook bekend als alpha Piscis Austrini of HD 216956. De leeftijd van de ster wordt geschat op ongeveer 440 miljoen jaar, 1/10-de van de leeftijd van onze Zon. Het is één van de ongeveer 20 systemen waarin rechtstreeks planeten zijn waargenomen.

In 2012 werden er ook al met behulp van de ALMA opnames gemaakt van de ster maar toen was de telescoop nog steeds in aanbouw. ALMA bracht toen ongeveer de helft van de stofschijf in kaart. Die opname was bedoeld als een test van de telescoop maar verschafte desalniettemin veel aanwijzingen over de samenstelling en de herkomst van de stofschijf. De nieuwe opnames laten een zeer gedetailleerd beeld zien van de stofschijf en tonen aan dat er chemische overeenkomsten zijn tussen de kometen rond Fomalhaut en de kometen in ons eigen zonnestelsel.

De stofschijf heeft een breedte van ongeveer 2 miljard kilometer en is ontstaan op een afstand van ongeveer 20 miljard kilometer van de ster. Met behulp van de nieuwe gegevens van de ALMA en gedetailleerde computermodellen hebben astronomen de precieze locatie, breedte en de vorm van de schijf vast kunnen stellen. Deze parameters bevestigen dat zo’n nauwe ring vermoedelijk is ontstaan als gevolg van de invloed van de zwaartekracht van planeten in het stersysteem. Ook is voor het eerst de zogenoemde “apocenter gloed” waargenomen die in 2016 al werd voorspeld.

Net zoals alle objecten met langgerekte banen beweegt het stofmateriaal in de schijf om Fomalhaut langzamer op het verste punt van de ster. Op het moment dat de snelheid van het stof afneemt hoopt het zich op waardoor er meer compactere concentraties ontstaan in de verste delen van de schijf. Deze compactere gebieden zijn als heldere vlekken zichtbaar in de opnames van de ALMA.

Met behulp van dezelfde dataset konden astronomen ook grote hoeveelheden koolmonoxide-gas waarnemen die overeenkomen met de positie van de stofschijf.

De gegevens tonen aan dat de relatieve hoeveelheden koolmonoxide en koolstofdioxide rond Fomalhaut ongeveer gelijk kis aan de samenstelling van de kometen in ons eigen zonnestelsel. Deze chemische overeenkomsten zijn mogelijk een indicatie dat er grote overeenkomsten zijn in de omstandigheden waaronder kometen ontstaan. Astronomen denken ook dat dit gas vrijkomt door het voortdurend botsen van kometen of dat het gas vrijkomt als enkele enorme kometen met elkaar botsen.

De duidelijke stofschijf rond Fomalhaut gecombineerd met de overeenkomsten in chemisch samenstelling duiden er mogelijk op dat het systeem momenteel een eigen versie van het “Late Heavy Bombardement” ondergaat. Het “Late Heavy Bombardement” is een periode ongeveer 4 miljard jaar geleden waarin de Aarde en de andere planeten voortdurend werden bestookt door zwermen van asteroïden en restanten van kometen die over waren gebleven na het ontstaan van het zonnestelsel.

 

Eerste publicatie: 20 mei 2017
Bron: diverse persberichten