Spitzer ontdekt enorme puinwolk rond jonge ster
De puinwolk in de aardse zone van de 10 miljoen jaar oude ster HD 16691 is ontstaan door een grote inslag waarbij objecten met een grootte van verschillende honderden kilometers bij zijn betrokken. Dit schrijven onderzoekers in een artikel dat in de Astrophysical Journal is gepubliceerd.
Volgens de onderzoekers gaat er niets boven het ooggetuige zijn van een gebeurtenis. Alle gevallen die eerder door de Spitzer Space Telescope van de NASA zijn gevonden zijn onopgelost. Er zijn alleen theoretische hypotheses over hoe de werkelijke gebeurtenis en de puinwolk eruit zouden kunnen zien.
HD 16691 is een jonge F- tot G-type ster die ongeveer 329 lichtjaar van ons is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter – Sagittarius. De ster is ook bekend als HIC 89046, IRAS 18074-2334, SAO 186404 en TIC 114619435 en is omringd door een grote hoeveelheid circumstellair stof.
HD 166191 werd vanaf 2015 routinematig waargenomen door het onderzoeksteam.
Omstreeks deze vroege tijd in het leven van een ster is stof dat overblijft na zijn ontstaan samengeklonterd om rotsachtige objecten te vormen die planetesimalen worden genoemd. Het zijn de zaden waaruit planeten groeien.
Zodra het gas dat voorheen de ruimte tussen die objecten vulde is verdwenen worden catastrofale botsingen tussen die planetesimalen normaal.
In afwachting dat ze mogelijk bewijs zouden zien van een van deze botsingen rond HD 166191 gebruikten de astronomen tussen 2015 en 2019 de Spitzer Space Telescope om meer dan 100 waarnemingen van het systeem uit te voeren.
Hoewel de planetesimalen te klein en te ver weg zijn om met een telescoop te kunnen onderscheiden produceren hun botsingen grote hoeveelheden stof.
Spitzer detecteerde infrarood licht (golflengten die iets langer zijn dan wat het menselijk oog kan waarnemen). Infrarood is ideaal voor het detecteren van stof, inclusief het puin dat is ontstaan door botsingen met protoplaneten.
Medio 2018 zag de telescoop het HD 166191-systeem aanzienlijk helderder worden, dit duidt op een toename van de puinproductie. Gedurende die tijd detecteerde Spitzer ook een puinwolk die de ster blokkeerde.
Door de waarnemingen van Spitzer van de transitie te combineren met waarnemingen door telescopen op de grond kon het team de grootte en vorm van de puinwolk afleiden. Hun onderzoek suggereert dat de wolk langwerpig was met een minimaal geschat gebied dat drie keer zo groot was als dat van de ster.
Echter de hoeveelheid infrarood licht dat Spitzer zag toenemen suggereert dat slechts een klein deel van de wolk voorlangs de ster bewoog en dat het stof van deze gebeurtenis een gebied bedekte dat honderden keren groter was dan dat van de ster.
Om zo’n grote wolk te produceren moeten de objecten in de hoofdbotsing zo groot zijn geweest als dwergplaneten (bijvoorbeeld Vesta in ons zonnestelsel).
De eerste botsing genereerde genoeg energie en warmte om een deel van het materiaal te verdampen. Het veroorzaakte ook een kettingreactie van botsingen tussen fragmenten van de eerste botsing en andere kleine objecten in het systeem die waarschijnlijk een aanzienlijke hoeveelheid stof veroorzaakten die door Spitzer werd waargenomen.
In de loop van de maanden daarna werd de grote stofwolk groter en doorzichtiger wat aangeeft dat het stof en ander puin zich snel door het jonge sterrenstelsel verspreidde.
In 2019 was de wolk die voor de ster langs passeerde niet meer zichtbaar maar het systeem bevatte twee keer zoveel stof als voordat Spitzer de wolk zag.
Door naar stoffige puinschijven rond jonge sterren te kijken kunnen we in wezen terug in de tijd kijken en de processen zien die ons eigen zonnestelsel hebben gemaakt. Als we meer te weten komen over de uitkomst van botsingen in deze systemen krijgen we misschien ook een beter idee van hoe vaak rotsachtige planeten rond andere sterren worden gevormd.
De Spitzer Space Telescope werd op 25 augustus 2003 gelanceerd. De missie werd begin 2020 beëindigd.
Artikel: Kate Y.L. Su et al. 2022. A Star-sized Impact-produced Dust Clump in the Terrestrial Zone of the HD 166191 System. ApJ 927, 135; doi: 10.3847/1538-4357/ac4bbb
Eerste publicatie: 20 maart 2022
Bron: Sci-News
