Voor het eerst hebben onderzoekers rond een exoplaneet een duidelijke schijf ontdekt. En die schijf kan weleens één of zelfs meerdere exomanen voortbrengen!

De schijf bevindt zich rond de exoplaneet PDS 70c. Deze Jupiter-achtige planeet cirkelt rond een ster die zich op bijna 400 lichtjaar afstand van de aarde bevindt.

Bevestiging
In 2019 stelden onderzoekers al vast dat PDS 70c waarschijnlijk omringd werd door een gas- en stofschijf. Maar omdat het niet lukte de schijf duidelijk van de omgeving te onderscheiden, kon de detectie van de schijf niet bevestigd worden. Tot nu. Op nieuwe opnamen van het Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is duidelijk te zien dat de schijf bij de planeet hoort. “Ons onderzoek heeft geresulteerd in een duidelijke detectie van een schijf waarin zich manen zouden kunnen vormen,” stelt onderzoeker Myriam Benisty.

Omvang
Ook kunnen de onderzoekers op basis van de beelden een inschatting maken van de omvang van de schijf. Zo blijkt de diameter van de schijf ongeveer gelijk te zijn aan de afstand tussen de aarde en de zon. De schijf zou voldoende materiaal herbergen om drie satellieten ter grootte van onze eigen maan te vormen.

In het hart zie je de ster PDS 70. Om de ster cirkelen twee planeten, waarvan er eentje op de foto zichtbaar is. Dat is PDS 70c, met een stofschijf eromheen. Afbeelding: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Benisty et al.

De waarnemingen zijn heel belangrijk, omdat ze meer inzicht kunnen geven in hoe manen het levenslicht zien. Maar dat niet alleen, zo stelt onderzoeker Jaehan Bae. “Deze nieuwe waarnemingen zijn ook uiterst belangrijk om theorieën over planeetvorming te bewijzen die tot nu toe niet konden worden getoetst.”

Ontwikkeling van planeten en manen
We weten dat planeten ontstaan doordat materie in de gas- en stofschijf rond jonge sterren samenklontert. Terwijl de planeten zo groeien, veroorzaken ze – door het opslokken van materiaal – holtes in die gas- en stofschijf. En gedurende dit proces kan een planeet ook een eigen gas- en stofschijf ontwikkelen. Die schijf kan bijdragen aan de groei van de planeet door de hoeveelheid materiaal die op de planeet valt, te reguleren. Maar tegelijkertijd kan materiaal in die zogenoemde circumplanetaire schijf ook weer samenklonteren en manen vormen. Maar hoe dat allemaal precies gaat, is nog onduidelijk. “Kortom, het is nog steeds onduidelijk wanneer, waar en hoe planeten en manen ontstaan,” aldus onderzoeker Stefano Facchini.

Afbeelding: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Benisty et al.

En de planeten rond PDS 70 bieden ons de unieke kans om dat uit te vogelen. “Er zijn tot nu toe meer dan 4000 exoplaneten ontdekt, maar die maken allemaal deel uit van volwassen planetenstelsels,” vertelt onderzoeker Miriam Keppler. “PDS 70b en PDS 70c, die een stelsel vormen dat aan het duo Jupiter en Saturnus doen denken, zijn de enige twee tot nu toe gedetecteerde exoplaneten die nog in aanbouw zijn. Dit stelsel biedt ons daarom een ​​unieke kans om de processen van planeet- en maanvorming te observeren en te bestuderen.”

PDS 70b
De onderzoekers hebben ook PDS 70b bestudeerd, maar deze lijkt niet over een circumplanetaire schijf te beschikken. Het wijst erop dat al het stof in de omgeving van deze planeet door PDS 70c is opgemaakt.

De beelden van ALMA zijn prachtig en bijzonder gedetailleerd. Maar er staan ons nog betere opnamen te wachten, zo stellen de onderzoekers. Zodra ESO’s Extremely Large Telescope de ogen opent, zal deze naar verwachting in staat zijn om zelfs de gasbewegingen rond PDS 70c in beeld te brengen. “De ELT zal van groot belang zijn voor dit onderzoek, omdat we met zijn veel hogere resolutie in staat zullen zijn om het stelsel tot in detail in kaart te brengen,” aldus onderzoeker Richard Teague.