Toen onderzoekers voor het eerst naar de ster MP Mus en diens protoplanetaire schijf keken, hadden ze grote verwachtingen. Maar die kan de ‘saaie’ ster niet waarmaken. Of toch wel?
Het is 2023 en onderzoeker Álvaro Ribas observeert de gas- en stofschijf rond de jonge ster MP Mus. De verwachtingen zijn hooggespannen; onderzoek heeft uitgewezen dat de meeste protoplanetaire schijven gekenmerkt worden door gaten of ringen die hinten op de aanwezigheid van een planeet (in wording). En stiekem hoopt Ribas dan ook zo’n planeet te ontdekken rond MP Mus. Maar hij komt van een koude kermis thuis. De observaties onthullen, om met Ribas’ woorden te spreken, “een saaie, platte schijf”. En de onderzoeker snapt dat eigenlijk niet zo goed. “Het was raar, want de schijf is tussen de zeven en tien miljoen jaar oud. En in een schijf van die leeftijd zou je toch bewijzen voor planeetvorming verwachten.”
Nieuwe observaties met ALMA
De kwestie heeft Ribas duidelijk niet losgelaten. Want recent heeft hij de ster en protoplanetaire schijf aan een nieuw onderzoek onderworpen. En dit keer met een heel andere uitkomst, zo is in het blad Nature Astronomy te lezen. Observaties met behulp van het Atacama Large Millimeter Array (ALMA) stellen Ribas en collega’s in staat om dieper in de schijf te turen. En daarbij stuiten ze op meerdere gaten in de protoplanetaire schijf, die erop hinten dat de ster MP Mus tóch gezelschap heeft en de omringende gas- en stofschijf helemaal niet zo saai is als eerdere observaties suggereerden.
Gaia
Terwijl Ribas en collega’s met behulp van ALMA diep in de gas- en stofschijf van MP Mus turen, duikt een andere onderzoeker, genaamd Miguel Vioque in data van de Gaia-satelliet. Deze satelliet heeft de afgelopen jaren onder meer de positie en snelheid van twee miljard sterren in onze Melkweg in kaart gebracht. En daarbij heeft Gaia ook naar MP Mus gekeken. Wanneer Vioque die data onder ogen krijgt, valt hem iets op. De Gaia-metingen suggereren dat de ster wat ‘wiebelt’. En dergelijke wiebelende bewegingen hinten vaak op de aanwezigheid van een planeet die aan de ster trekt, zo weet Vioque. “Mijn eerste reactie was dat mijn berekeningen niet konden kloppen, want van MP Mus was bekend dat deze een vlakke, structuurloze schijf had,” vertelt Vioque. “Ik was mijn berekeningen aan het herzien, toen ik Álvaro een lezing zag geven waarin hij de voorzichtige ontdekking van gaten in de schijf presenteerde. Dat betekende dat het wiebelen dat ik waarnam echt was – en waarschijnlijk veroorzaakt werd door een vormende planeet.”
De handen ineen
Álvaro en Vioque slaan de handen ineen en combineren hun onderzoeksresultaten. Het leidt ze uiteindelijk tot de opwindende conclusie dat MP Mus helemaal geen saaie protoplanetaire schijf bezit, maar dat in die schijf een gasreus huist. De planeet zou tussen de drie en tien keer groter zijn dan Jupiter. De planeet cirkelt op ongeveer 3 AU (oftewel drie keer de afstand tussen de zon en de aarde) om zijn moederster heen.
Het is voor het eerst dat onderzoekers door diep in een protoplanetaire schijf te turen én nauwkeurige metingen van de bewegingen van de moederster een exoplaneet in een protoplanetaire schijf ontdekken. En als het aan de onderzoekers ligt, is het zeker niet de laatste keer; mogelijk kunnen in de toekomst op vergelijkbare wijze ook in protoplanetaire schijven rond andere jonge sterren planeten worden ontdekt. Dat laatste is zeker geen overbodige luxe; door planeten in wording te bestuderen, kunnen onderzoekers meer te weten komen over hoe ons eigen zonnestelsel lang geleden is ontstaan. Maar het detecteren van jonge planeten in protoplanetaire schijven is niet eenvoudig; het gas en stof dat hun vorming mogelijk maakt, kan namelijk ontzettend in de weg zitten als we de planeten willen observeren. Tot op heden is het onderzoekers dan ook nog niet zo vaak gelukt om jonge planeten in een protoplanetaire schijf waar te nemen. Maar wellicht kan dit nieuwe onderzoek helpen om daar verandering in te brengen.
