Buitenaards leven - exoplaneten

Very Large Telescope neemt geboorte planeet waar

Planeetvorming bij de ster AB Aurigae
Afbeelding van de schijf rond de jonge ster AB Aurigae waar de Very Large Telescope van de ESO signalen van de geboorte van een planeet heeft gezien. In de buurt van het midden van de opname, in het binnenste deel van de schijf, is een verdraaiing zichtbaar (helder geel) waarvan astronomen zeggen dat is een planeet aan het ontstaan is. De verdraaiing bevindt zich op een afstand van AB Aurigae die vergelijkbaar is met de afstand van Neptunus tot de Zon. De opname is gemaakt in gepolariseerd licht met het SPHERE instrument gekoppeld aan de VLT. Credit: ESO/Boccaletti en anderen.

Waarnemingen die zijn gedaan met de Very Large Telescope van de ESO in Chili hebben duidelijke signalen opgeleverd van een stersysteem in wording. Rond de jonge ster AB Aurigae bevindt zich een dichte schijf van gas en stof en in die schijf hebben astronomen een prominente spiraalstructuur waargenomen. In die spiraalstructuur een aparte verdraaiing en op die plaats is waarschijnlijk een planeet aan het ontstaan. Het zou de eerste direct waargenomen ontstaan kunnen zijn van een baby planeet.

Er zijn inmiddels duizenden exoplaneten ontdekt maar tot nu toe is er weinig bekend hoe die planeten ontstaan. Astronomen weten dat planeten ontstaan in de stofschijven die jonge sterren omringen. AB Aurigae is zo’n jonge ster met een stofschijf.

Astronomen moeten erg jonge systemen bestuderen en hopen dat ze het moment van planeetvorming kunnen vastleggen. Maar tot nu toe waren de opnames die astronomen konden maken onvoldoende scherp en gedetailleerd om de plekken waar planeten in een stofschijf ontstaan, te kunnen zien.

AB Aurigae bevindt zich op een afstand van ongeveer 520 lichtjaar van de Aarde in het sterrenbeeld Auriga – Voerman.  De nieuwe afbeeldingen tonen een schitterende spiraal van stof en gas rond de ster. Dit soort spiralen duiden op de aanwezigheid van baby planeten die het gas verdrijven waardoor er verstoren in de schijf ontstaan in de vorm van een soort golf. Dit is een beetje te vergelijken met het kielzog van een boot op een meer. Tijdens de rotatie van de planeet rond de ster krijgt deze golf de vorm van een spiraalarm. De helder gele verdraaiing in de buurt van het midden op de foto is de plek waar de planeet aan het ontstaan is. De afstand van de exoplaneet tot de ster komt overeen met de afstand tussen Neptunus en de Zon.

Een aantal jaren geleden is het AB Aurigae-systeem bestudeerd met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Die opnames leverden al de eerste aanwijzingen op voor het ontstaan van een planeet rond de ster. In de ALMA-opnames zagen de astronomen twee spiralen van gas dichtbij de ster in het binnenste gebied van de schijf. In 2019 en begin 2020 werd de ster bestudeerd met het SPHERE-instrument aan de Very Large Telescope in Chili. Dit leverde een veel duidelijker beeld op. De SPHERE-opnames zijn de beste die we tot nu toe van AB Aurigae hebben kunnen maken.

Detailopname van de stofschijf rond de ster AB Aurigae
Afbeeldingen van AB Aurigae met de schijf rondom de ster. De rechter afbeelding is een ingezoomde versie van het centrale deel van de linker afbeelding en toont het binnenste deel van de schijf. In dit deel bevindt zich de verdraaiing (in helder geel) waarvan astronomen denken dat hier een planeet aan het ontstaan is. De afbeeldingen zijn gemaakt in gepolariseerd licht met het SPHERE-instrument gekoppeld aan de Very Large Array van de ESO in Chili. Credit: ESO/Boccaletti en anderen.

Met het krachtige beeldvormingssysteem van SPHERE kunnen astronomen het zwakkere licht van kleine stofkorrels en de uitstoot van de binnenste schijf zien. Ze bevestigden de aanwezigheid van de spiraalarmen die voor het eerst door ALMA werden gedetecteerd en ze zagen ook een andere opmerkelijke eigenschap, een “twist” die wijst op de aanwezigheid van gaande zijnde planeetvorming in de schijf. Deze verdraaiing wordt verwacht van enkele theoretische modellen over planeetvorming. De verdraaiing komt overeen met de verbinding van twee spiralen: de ene kronkelt zich naar binnen in de baan van de planeet, de andere breidt zich naar buiten uit. De beide armen komen samen op de plek waar de planeet aan het ontstaan is. Ze zorgen er voor dat gas en stof van de schijf op de groeiende planeet kunnen vallen en zorgen er voor dat de planeet verder groeit.

ESO bouwt aan de 39 meter grote Extremely Large Telescope. Deze telescoop gaat verder waar ALMA en SPHERE stoppen bij het bestuderen van exoplaneten. De EELT moet astronomen in staat stellen om zeer gedetailleerde opnames te kunnen maken van planeten in wording. De telescoop moet ze in staat stellen in rechtstreeks en meer precies de dynamische verdeling van het gas dat leidt tot het ontstaan van planeten, te volgen.

Artikel: Are we witnessing ongoing planet formation in AB Aurigae? A showcase of the SPHERE/ALMA synergy, Astronomy & Astrophysics (2020).

 

 

Eerste publicatie: 21 mei 2020
Bron: ESO