ALMA ziet maanvormende schijf rond exoplaneet

Deze ALMA-opname toont een close-up van de circumplanetaire schijf rond PDS 70c
Deze ALMA-opname toont een close-up van de circumplanetaire schijf rond PDS 70c. Credit:  ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Benisty et al.

Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimetre/submillimetre Array een circumplanetaire schijf gevonden, dit is een ringvormig gebied rond een planeet waar manen kunnen ontstaan, rond een protoplaneet in het PDS 70 systeem.

PDS 70 is een ster van spectraalklasse K7. De ster bevindt zich op een afstand van 370 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus. De ster is ook bekend als V* V1032 en IRAS 14050-4109. De ster is slechts 5,4 miljoen jaar oud.

Bij de ster zijn twee protoplaneten gevonden en een enorme circumstellaire schijf van stof en gas waarin een groot gedeelte van 20 tot 40 Astronomische Eenheden vrij van stof is.

De binnenste planeet, PDS 70b, bevindt zich in de opening van de schijf op een afstand van ongeveer 22 AE van de ster. Dit is vergelijkbaar met de baan van Uranus in ons zonnestelsel. De buitenste planeet, PDS 70c, bevindt zich nabij de buitenrand van de opening in de schijf op een afstand van ongeveer 34 AE van de ster. Dit is vergelijkbaar met de afstand van Neptunus tot de Zon.

Deze ALMA-opname toont het PDS 70 systeem. Het systeem bestaat uit een ster in het centrum en minstens twee planeten die om de ster draaien: PDS 70b (niet zichtbaar op deze opname) en PDS 70c. deze laatste wordt omringd door een circumplanetaire schijf (de punt rechts van de ster)
Deze ALMA-opname toont het PDS 70 systeem. Het systeem bestaat uit een ster in het centrum en minstens twee planeten die om de ster draaien: PDS 70b (niet zichtbaar op deze opname) en PDS 70c. deze laatste wordt omringd door een circumplanetaire schijf (de punt rechts van de ster). Credit:  ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Benisty et al.

Volgens de astronomen laat hun werk een duidelijke waarneming zien van een schijf waarin zich manen zouden kunnen vormen. De nieuwe waarnemingen van ALMA hebben een dermate hoge resolutie dat men duidelijk kon zien dat de schijf is verbonden met PDS 70c. Men kon ook voor het eerst de grootte bepalen.

De onderzoekers berekenden dat de schijf rond PDS 70c ongeveer dezelfde diameter heeft als de afstand tussen de Aarde en de Zon en genoeg massa heeft om er drie satellieten er grootte van de Maan uit de vormen.

De nieuwe waarnemingen zijn ook heel erg belangrijk om theorieën over het ontstaan van planeten mee te testen, iets wat tot nu toe niet echt goed mogelijk was.

Planeten ontstaan in stofschijven rond jonge sterren en terwijl ze materiaal uit die circumstellaire schijf opslokken voor hun eigen groei ontstaan er holtes in die schijf. Tijdens dit proces kan een planeet zijn eigen circumplanetaire schijf verkrijgen. Die draagt ook bij tot de groei van de planeet omdat er regelmatig materiaal vanuit die schijf op de planeet valt. Tegelijkertijd kan gas en stof in de circumplanetaire schijf gaan samentrekken in aanzienlijk grotere objecten. Dit proces vindt plaats via botsingen die uiteindelijk leiden tot de geboorte van manen.

Astronomen begrijpen echter de details van deze processen nog niet volledig. Voor hen is het nog steeds onduidelijk wanneer, waar en hoe planeten en manen ontstaan.

Er zijn tot nu toe meer dan 4000 exoplaneten gevonden maar die bevinden zich allemaal in volwassen stersystemen. PDS 70b en PDS 70c, die een systeem vormen dat lijkt op het Jupiter-Saturnus paar, zijn de enige twee exoplaneten tot nu toe die nog met hun ontstaansproces bezig zijn.

Dit systeem biedt astronomen daarom een unieke gelegenheid om de processen van planeet- en maanvorming te bestuderen en waar te nemen.

De bevindingen zijn gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters.

Artikel: Myriam Benisty et al. 2021. A Circumplanetary Disk around PDS 70c. ApJL 916, L2

 

Eerste publicatie: 24 juli 2021
Bron: ESO, Sci-News en anderen