De eerste detectie van gas in een planetaire schijf

Wetenschappers die gebruikmaken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en partners van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) hebben voor de allereerste keer gas gedetecteerd in een circumplanetaire schijf. Bovendien suggereert de detectie ook de aanwezigheid van een zeer jonge exoplaneet. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

ALMA ziet circumplanetaire schijf bij jonge ster
Wetenschappers die de jonge ster AS 209 bestuderen hebben voor het eerst gas gedetecteerd in een circumplanetaire schijf. Dit suggereert dat het stersysteem een jonge planeet met de massa van Jupiter herbergt. Wetenschappelijke opnames van het onderzoek tonen (rechts) bubbelachtige emissies van licht die uit anders lege openingen komen in de sterk gestructureerde zeven ringen tellende schijf (links). Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Bae (U. Florida)

Circumplanetaire schijven zijn een opeenhoping van gas, stof en puin rond jonge planeten. Deze schijven geven aanleiding tot manen en andere kleine, rotsachtige objecten en regelen de groei van jonge, gigantische planeten. Het bestuderen van deze schijven in hun vroegste stadia kan helpen om licht te werpen op het ontstaan en de vorming van ons eigen zonnestelsel, inclusief die van de Galileïsche manen van Jupiter, die volgens wetenschappers ongeveer 4,5 miljard jaar geleden in een cirkelvormige schijf van Jupiter werden gevormd.

Tijdens het bestuderen van AS 209, een jonge T Tauri-ster op ongeveer 395 lichtjaar van de Aarde in de richting van het sterrenbeeld Slangendrager – Ophiuchus, observeerden astronomen een klodder uitgestraald licht in het midden van een verder lege opening in het gas rond de ster. Dat leidde tot de detectie van een circumplanetaire schijf rond een potentiële Jupiterachtige planeet.

Astronomen houden het system nauwlettend in de gaten, zowel vanwege de afstand van de planeet tot de ster als vanwege de leeftijd van de ster. De exoplaneet bevindt zich meer dan 200 Astronomische Eenheden van de ster en die afstand trekt de momenteel geaccepteerde theorieën over planeetvorming in twijfel. En als de geschatte leeftijd van de ster van slechts 1,6 miljoen jaar klopt, zou deze exoplaneet een van de jongste ooit kunnen zijn. Verder onderzoek is nodig en wetenschappers hopen dat komende waarnemingen met de James Webb Space Telescope de aanwezigheid van de planeet zullen bevestigen.

AS 209 is een T Tauri-ster
AS 209 is een jonge ster, een zogenaamde T Tauri-ster, in de richting van het sterrenbeeld Slangendrager – Ophiuchus waarvan astronomen nu hebben vastgesteld dat deze ster de gastheer is van wat misschien wel een van de jongste exoplaneten ooit is. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), A. Sierra (U. Chile)

De beste manier om planeetvorming te bestuderen is door planeten tijdens hun ontstaan waar te nemen. Wat dat betreft leven we, dankzij krachtige telescopen als ALMA en JWST, in een opwindende tijd. Dit zegt professor Jaehan Bae van de Universiteit van Florida en hoofdauteur van het artikel.

Wetenschappers vermoeden al lang de aanwezigheid van circumplanetaire schijven rond exoplaneten maar konden dit tot voor kort niet bewijzen. In 2019 deden ALMA-astronomen de allereerste detectie van een circumplanetaire, maanvormende schijf toen ze de jonge exoplaneet PDS 70c bestudeerden. De vondst werd in 2021 bevestigd. De nieuwe waarnemingen van gas in een cirkelvormige schijf bij AS 209 kunnen meer licht werpen op de ontwikkeling van planetaire atmosferen en de processen waardoor manen ontstaan.

Artikel: Jaehan Bae et al, Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS): A Circumplanetary Disk Candidate in Molecular Line Emission in the AS 209 Disk, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac7fa3

Eerste publicatie: 10 augustus 2022
Bron: National Radio Astronomy Observatory