HD 142527

Astronomen hebben voor het eerst een zeer cruciaal stadium in de geboorte van reuzenplaneten direct waargenomen. Ze namen voor het eerst waar hoe enorme gasstromen de leegte in een stofschijf rond een jonge ster, overbrugden. Deze ‘bruggetjes’ worden hoogstwaarschijnlijk veroorzaakt door reuzenplaneten in wording.

De onderzoekers bestudeerden de ster HD 142527. Deze ster – die zich op zo’n 450 lichtjaar van de aarde bevindt – wordt omringd door een stofschijf. Deze stofschijf is duidelijk onder te verdelen in twee delen: de binnenste en buitenste stofschijf. De binnenste stofschijf staat vrij dicht bij de ster. De buitenste stofschijf staat veertien keer verder van de ster af en tussen de twee stofschijven bevindt zich een lege ruimte (op de afbeelding bovenaan dit artikel is dat goed te zien).

Reuzenplaneet
Onderzoekers vermoeden dat de leegte tussen de twee stofschijven ontstaat doordat reuzenplaneten die om de ster cirkelen als het ware een baantje om de ster hebben schoongeveegd. Een andere theorie stelt dat reuzenplaneten in deze baan kunnen blijven groeien, doordat ze gas uit de buitenschijf verzamelen. Dat zou gebeuren via stromen die een verbinding vormen tussen de binnenste en buitenste schijf. En die stromen zijn nu dus direct waargenomen. En dat is een primeur.

Opgelost

De twee ontdekte stromen lossen ook een ander mysterie op, namelijk de groei van de ster HD 142527. Deze ster groeit nog steeds doordat deze gas uit de binnenschijf haalt. Men zou verwachten dat deze binnenschijf op een gegeven moment uitgeput raakt. Maar uit het onderzoek blijkt dat de stromen de binnenschijf van voldoende extra gas voorzien, zodat de ster kan blijven groeien, zonder de binnenschijf uit te putten.

Voor het eerst
“Astronomen hebben voorspeld dat zulke stromen moeten bestaan, maar dit is voor het eerst dat we ze rechtstreeks hebben kunnen waarnemen,” vertelt onderzoeker Simon Casassus. “Dankzij de nieuwe ALMA-telescoop hebben we directe waarnemingen kunnen doen die licht werpen op de huidige theorieën omtrent de vorming van planeten!”

Slordige eters
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ontdekten de onderzoekers twee stromen waardoor gas van de buitenschijf naar de binnenschijf stroomt. “We denken dat er in beide stromen een reuzenplaneet schuilgaat, die tevens de oorzaak van de gasstroom is. Deze planeten groeien door een deel van het gas van de buitenschijf te bemachtigen,” legt onderzoeker Sebastián Pérez uit. “Maar het zijn nogal slordige eters: een deel van het gas schiet zijn doel voorbij en komt in de binnenschijf terecht.”

Restjes
Naast de twee stromen, ontdekten de onderzoekers in de leegte tussen de twee stofschijven ook ijl gas. “Astronomen hebben lang naar dit gas gezocht, maar tot nu toe hadden we alleen indirect bewijs voor het bestaan ervan,” vertelt onderzoeker Gerrit van der Plas. “Met ALMA hebben we dit gas nu rechtstreeks waargenomen.” Dit ijle gas bewijst ook dat reuzenplaneten en dus niet een nog groter object – bijvoorbeeld een begeleidende ster – de twee stromen gas veroorzaken. “Een tweede ster zou helemaal geen gas in de lege zone hebben achtergelaten,” legt Pérez uit. “Door de hoeveelheid achtergebleven gas te onderzoeken, kunnen we wellicht de massa’s bepalen van de objecten die het gas hebben geruimd.”

Het is de onderzoekers nog niet gelukt om de twee reuzenplaneten die de twee stromen veroorzaken, direct waar te nemen. Maar dat is niet zo gek, legt Casassus uit. “We verwachten dat deze planeten-in-wording nog diep in de vrijwel ondoorzichtige gasstromen ingebed zijn. Daarom lijkt de kans klein dat zij rechtstreeks kunnen worden waargenomen.” Wel verwachten de onderzoekers dat ze in een later stadium – wanneer de nu nog in aanbouw zijnde ALMA helemaal af is en op volle kracht functioneert – een nog beter beeld van de stromen kunnen krijgen en op basis daarvan ook meer conclusies over de eigenschappen van de twee planeten kunnen trekken.