Webb vindt water in het centrum van een planeetvormende schijf
Astronomen hebben voor het eerst ontdekt dat rotsachtige exoplaneten vanaf het moment dat ze ontstaan grote hoeveelheden water kunnen bevatten.
Vrijwel overal op Aarde waar water is, is er ook leven te vinden. Als zodanig heeft de zoektocht naar potentieel bewoonbare exoplaneten zich vooral gericht op het zoeken naar de aanwezigheid van water.
Eerder onderzoek suggereerde dat de pasgeboren Aarde veel van zijn water kreeg van watervoerende asteroïden die het oppervlak van onze jonge planeet bombardeerden nadat die was ontstaan. Nu hebben wetenschappers mogelijk bewijs gevonden dat water ook kan dienen als een van de eerste ingrediënten die beschikbaar zijn bij het ontstaan van een planeet.
In het nieuwe onderzoek concentreerden de onderzoekers zich op de jonge ster PDS 70 die zich op ongeveer 370 lichtjaar afstand van de Aarde bevindt. De ster heeft een leeftijd van ongeveer 5,4 miljoen jaar en een massa van 0,75 zonsmassa. Onze Zon heeft een leeftijd van ongeveer 4,6 miljard jaar.
PDS 70 is een ster die vergelijkbaar is met de Zon, alleen jonger en koeler. Door de ster waar te nemen kunnen astronomen nagaan hoe de planeten in ons zonnestelsel zijn ontstaan en wat hun chemische samenstelling was voordat ze zich volledig ontwikkelden.
Met behulp van het mid-infrarood instrument (MIRI) van de Webb Space Telescope ontdekten de wetenschappers water nabij het centrum van de planeetvormende schijf van gas en stof rondom PDS 70. Ze zagen het water in de vorm van hete damp met een temperatuur van ongeveer 330 °C.
Het resultaat laat zien dat er water aanwezig is in de binnenste schijf van dit iconische systeem waar planeten vergelijkbaar met de Aarde kunnen ontstaan.
In ons zonnestelsel is deze centrale zone de plek waar de Aarde en de andere rotsachtige planeten zijn ontstaan. Deze nieuwe bevindingen suggereren dat alle rotsachtige planeten die hun oorsprong vinden in de centrale zone van PDS 70 zouden putten uit een aanzienlijk waterreservoir waardoor hun veranderingen in bewoonbaarheid later zouden verbeteren.
PDS 70 is de eerste relatief oude planeetvormende schijf waar wetenschappers water hebben gevonden. Eerder onderzoek kon geen water detecteren in de centrale delen van schijven van vergelijkbare leeftijd waardoor astronomen speculeerden dat harde straling van pasgeboren sterren bijna al het water zou kunnen vernietigen. Maar deze nieuwe bevindingen dagen dat idee uit.
In het PDS 70-systeem is er behoorlijk veel water beschikbaar tijdens het proces van het ontstaan van rotsachtige planeten, zo schrijven de onderzoekers.
Tot nu toe hebben de wetenschappers nog geen planeten gevonden in de buurt van het centrum van de PDS 70-schijf. Om dergelijke werelden te vinden zijn er grotere telescopen nodig, zoals bijvoorbeeld de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili.
Toch hebben ze verder weg twee gasreuzen gevonden, genaamd PDS 70b en PDS 70c. de zwaartekracht van deze gigantische planeten verhindert eigenlijk de instroom van ijsrijk gesteente van de buitenste delen van de schijf naar het midden, aldus de onderzoekers.
Een mogelijke verklaring voor de aanwezigheid van dit water is dat het was overgebleven van een waterrijke nevel waaruit het PDS 70-systeem is voortgekomen, met stof en ander materiaal in de planeetvormende zone die dit water mogelijk beschermen tegen de destructieve straling van de ster. Een andere mogelijkheid is dat zuurstof en waterstofgas die de buitenste randen van de PDS 70-schijf binnendringen, zich hebben geconcentreerd om waterdamp te vormen die op zijn beurt dichter naar de ster toe zou kunnen drijven.
Toekomstig onderzoek zou meer planeetvormende schijven rond jonge sterren kunnen onderzoeken om te zien of PDS 70 een ongebruikelijke uitzondering is, aldus het onderzoeksteam.
De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature
Eerste publicatie: 25 juli 2023
Bron: NASA/ESA
