Ze kunnen tot de jongste planeten in onze Melkweg worden gerekend.

De planeten zijn zó jong dat ze zelfs nog niet helemaal af zijn. Vandaar dat astronomen ze ook wel aanduiden als ‘protoplaneten’. De drie protoplaneten cirkelen rond de eveneens piepjonge ster HD 163296. Deze ster staat op zo’n 330 lichtjaar van de aarde en is nog maar vier miljoen jaar oud (ter vergelijking: onze zon gaat al een slordige 1000 keer langer mee).

Drie planeten
En rond deze piepjonge ster cirkelen dus zeker drie planeten. Die planeten bevinden zich op 12 miljard, 21 miljard en 39 miljard kilometer van hun moederster. Dat is vergelijkbaar met respectievelijk 80, 140 en 260 keer de afstand tussen onze zon en de aarde. Waarschijnlijk hebben de planeten een massa die ongeveer overeenkomt met de massa van Jupiter.

Een knik in het schijfmateriaal wijst erop dat hier een planeet verstopt zit. Afbeelding: ESO, ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); Pinte et al.

Koolstofmonoxide
Hoewel onderzoekers al langer vermoeden dat HD 163296 planeten bezit, ontbrak doorslaggevend bewijs daarvoor. Astronomen besloten het Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in te zetten om voor eens en altijd duidelijk te krijgen wat er in de uit gas en stof opgebouwde protoplanetaire schijf rond de jonge ster verstopt zat. Daarbij richtten ze zich op de verdeling van koolstofmonoxide in de schijf. Koolstofmonoxidemoleculen zenden een heel karakteristieke millimeterstraling uit die door ALMA kan worden waargenomen. En kleine veranderingen in de golflengte van die straling onthullen de bewegingen van het gas in de schijf. “We hebben gekeken naar lokale, kleinschalige bewegingen van het gas in de protoplanetaire schijf van de ster,” legt onderzoeker Richard Teague uit. “Met deze geheel nieuwe aanpak zouden we enkele van de jongste planeten in ons Melkwegstelsel kunnen ontdekken, allemaal dankzij de hogeresolutiebeelden van ALMA.” En op drie plekken in de protoplanetaire schijf bleek de stroming van het gas af te wijken van de stroming in de omgeving. En die afwijkingen worden veroorzaakt door zware objecten: drie planeten (zie kader).

Je kunt het bewegende gas in zo’n protoplanetaire schijf wel een beetje vergelijken met het water in een snel stromende rivier. Wanneer je een grote steen in het midden van die rivier legt, zal de stroming van het water op die plek veranderen. Zelfs als je de steen niet kunt zien, zou je uit de stroming van het water kunnen afleiden dat deze er is. Op vergelijkbare wijze leiden de onderzoekers nu uit bewegingen van gas in de protoplanetaire schijf van HD 163296 af dat deze drie planeten herbergt.

Primeur voor ALMA
Het is best een bijzondere ontdekking. Niet in de laatste plaats omdat het voor het eerst is dat ALMA een aantal planeten heeft ontdekt. “We brengen ALMA nu naar het front van de planetenjacht,” stelt onderzoeker Ted Bergin. De onderzoekers hopen met behulp van ALMA nog veel meer protoplanetaire schijven onder de loep te nemen. En wie weet wat ze daarin nog gaan aantreffen.

Het ontdekken van planeten in wording is bijzonder waardevol voor astronomen, omdat ze zo meer te weten kunnen komen over het ontstaan van planetenstelsels (waaronder ook ons eigen zonnestelsel). Waar astronomen met name benieuwd naar zijn is hoe planeten een atmosfeer verkrijgen en welke elementen en moleculen ze tijdens hun geboorte meekrijgen. Dat laatste is weer heel belangrijk als je wilt weten of een planeet over de benodigde ingrediënten voor leven beschikt.