‘Oumuamua en de recent ontdekte interstellaire komeet 2l/Borisov vormen het begin van een heel lange gastenlijst, zo stellen astronomen.

Dat is te lezen in het blad The Astrophysical Journal Letters. De onderzoekers trekken hun conclusie op basis van een nieuwe theorie over hoe deze interstellaire objecten zich vanuit hun thuisstelsel een weg banen naar het onze.

‘Oumuamua en 2l/BorisovIn oktober 2017 spotten onderzoekers voor het eerst een object in ons zonnestelsel dat afkomstig was uit een ander stelsel. Het sigaarvormige object – dat veel weg had van een komeet, maar het zonder de voor kometen kenmerkende staart of coma moest stellen – kreeg de naam ‘Oumuamua. En recent was het weer raak. Amateur-astronoom Gennady Borisov was vorige maand de eerste die interstellaire komeet 2l/Borisov spotte. Het object is groter dan ‘Oumuamua en heeft wel een uitgesproken coma. Naar verwachting zullen we over het laatstgenoemde object nog veel meer te weten komen dan over ‘Oumuamua; astronomen hadden slechts enkele weken de tijd om ‘Oumuamua te bestuderen, maar verwachten zeker een jaar lang onderzoek te kunnen doen naar 2l/Borisov.

Afkomst
De vraag waar interstellaire objecten precies vandaan komen en hoe ze hier belanden, houdt veel astronomen bezig. Een voor de hand liggend antwoord is dat de interstellaire objecten zogenoemde planetesimalen – bouwblokken van planeten – zijn die door interacties met planeten uit hun thuisstelsel zijn geslingerd. Maar die theorie lijkt niet op te gaan als je kijkt naar de grofweg 4000 planeten die tot op heden buiten ons zonnestelsel zijn ontdekt. De meeste ervan bevinden zich dicht bij de moederster oftewel te ver van de rand van hun zonnestelsel om planetesimalen daadwerkelijk buiten te kunnen zetten (waarschijnlijk zouden ze deze hooguit in een andere baan binnen het eigen stelsel kunnen plaatsen). In het nieuwe paper komen wetenschappers met een alternatieve theorie. Ze stellen dat de interstellaire objecten niets anders zijn dan materiaal dat door pasgeboren planeten die op grotere afstand van hun ster cirkelen, is weggeslingerd.


De alternatieve theorie
Deze pasgeboren planeten banen zich op grote afstand van de moederster een weg door de gas- en stofschijf die de jonge ster omringt. Het gas en stof in deze schijf – ook wel protoplanetaire schijf genoemd – wordt verwarmd door de jonge ster en dat leidt tot bewegingen in de schijf en botsingen tussen materie, dat daarop samenklontert en uiteindelijk uitgroeit tot heuse planeten. Hoewel de meeste planeten die ons vandaag de dag bekend zijn, dicht bij de ster zijn ontstaan, zijn er ook planeten die op grotere afstand van hun moederster ontstaan en aldaar grote gaten in de protoplanetaire schijf creëren. Het zijn deze planeten die prima in staat zijn om materiaal uit hun stelsel te slingeren.

Zeldzaam of niet?
Een mooie theorie, maar dan rijst natuurlijk direct de vraag: hoe zeldzaam zijn deze planeten? Zoals gezegd bevinden de meeste planeten die tot op heden zijn ontdekt, zich dicht bij de moederster. Op basis daarvan zou je kunnen concluderen dat planeten die op grote afstand van hun moederster ontstaan, zeldzaam zijn. En daarmee zouden ook de interstellaire objecten die zij voortbrengen, weleens behoorlijk zeldzaam kunnen zijn. Maar dat is niet zo, zo betogen de wetenschappers in hun paper. Het klopt dat we nog maar weinig van deze planeten ontdekt hebben, maar dat komt niet zozeer doordat ze zeldzaam zijn, maar doordat we slecht in staat zijn om ze te spotten (zie kader).

De meeste exoplaneten die tot op heden ontdekt zijn, zijn gevonden met behulp van de transit-methode. Hierbij turen telescopen langdurig naar sterren in de hoop er getuige van te zijn dat hun helderheid regelmatig afneemt. Een dergelijke afname in helderheid kan namelijk wijzen op de aanwezigheid van een planeet die – wanneer deze tussen de ster en telescoop langs beweegt – een deel van het sterlicht tegenhoudt. Deze methode leent zich met name goed voor het ontdekken van planeten die dicht bij de moederster staan, omdat deze een kortere omlooptijd hebben en we er in relatief korte tijd dus herhaaldelijk getuige van kunnen zijn hoe ze voor hun moederster langs bewegen. Planeten die op grotere afstand van hun moederster staan, doen er aanzienlijk langer over om een rondje rond die ster te voltooien en daarmee is de kans dat wij er getuige van zijn dat deze voor hun ster langs bewegen automatisch kleiner.

Het idee dat planeten op grote afstand van een ster niet zeldzaam, maar slechts slecht detecteerbaar zijn, onderschrijven de onderzoekers met behulp van foto’s gemaakt door het Atacame Large Millimeter Array (ALMA), waarop 20 relatief nabije, heldere protoplanetaire schijven pronken. “We zochten naar schijven waarin heel duidelijk te zien was dat er een planeet inzat,” vertelt onderzoeker Malena Rice. “Als een schijf duidelijke gaten vertoont, is het mogelijk om daaruit af te leiden wat voor type planeet zich daar bevindt. En vervolgens kunnen we het systeem simuleren om te achterhalen hoeveel materiaal er door de tijd heen wordt weggeslingerd.”


Honderden interstellaire objecten
De onderzoekers kunnen in hun studie niet alleen verscheidene planeten aanwijzen die op grote afstand van hun moederster ontstaan, maar op basis van de simulaties tevens aantonen dat deze behoorlijk wat materiaal buiten het stelsel zetten. “Het laat zien dat we met instrumenten die volgend jaar worden ingezet tot wel honderden van deze interstellaire objecten (in ons zonnestelsel, red.) kunnen gaan vinden,” stelt onderzoeker Gregory Laughlin.

Voor astronomen is dat fantastisch. Want door het bestuderen van deze interstellaire objecten kunnen ze een beter beeld krijgen van de stelsels waaruit deze afkomstig zijn. “Je kijkt niet via een telescoop naar een verre ster,” aldus Rice. “Dit is daadwerkelijk materiaal waaruit planeten in andere zonnestelsels zijn opgebouwd en dat in onze richting wordt geslingerd. Het is een compleet nieuwe manier om andere zonnestelsels van dichtbij te bestuderen. En dit onderzoeksveld gaat op korte termijn enorm veel data genereren.”