James Webb toont gigantische asteroïdenbotsing in naburig planetenstelsel

Op zo’n 63 lichtjaar van de Aarde heeft onlangs een megabotsing plaatsgevonden tussen gigantische asteroïden. Deze kosmische klapper vond plaats in Beta Pictoris, een naburig planetenstelsel dat bekendstaat om zijn jonge leeftijd en tumultueuze planeetvorming. We weten dit, dankzij de geweldige kwaliteiten van de James Webb-telescoop.

De waarnemingen bieden een uniek kijkje in de oorspronkelijke stadia van planeetvorming. We zien eigenlijk hoe ook ons eigen zonnestelsel ooit vorm kreeg. “Beta Pictoris heeft een leeftijd waarop planeetvorming in de zone voor rotsplaneten nog steeds aan de gang is. Gigantische asteroïden botsen tegen elkaar. Wat we hier zien, is in feite hoe rotsachtige planeten zoals de Aarde en andere ruimteobjecten zich in realtime vormen”, zegt astronoom Christine Chen van de Amerikaanse Johns Hopkins University.

Gasplaneten bestaan voor een groot deel uit gas en zijn veel groter dan rotsplaneten. Ze worden in de regel ook in een eerder stadium gevormd. Gasplaneten in ons zonnestelsel zijn Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Een rotsplaneet bestaat juist vooral uit ijzer en gesteente. De Aarde is de bekendste, maar ook Mars, Venus en Mercurius zijn rotsplaneten.

Thermische straling van stofdeeltjes
Chens team vergeleek nieuwe gegevens van James Webb met waarnemingen van de Spitzer-ruimtetelescoop uit 2004 en 2005. Ze ontdekten duidelijke veranderingen in de energiesignaturen van stofdeeltjes in de omgeving van Beta Pictoris. Er moet wel iets heel heftigs gebeurd zijn in de laatste twintig jaar om deze gedetailleerde metingen van Webb te verklaren. De astronomen namen de samenstelling en grootte van de stofkorrels in het exacte gebied dat eerder door Spitzer werd geanalyseerd grondig onder de loep en concentreerde zich op de warmte die wordt uitgestoten door kristallijne silicaten – mineralen die vaak in de omgeving van jonge sterren aanwezig zijn, maar ook op Aarde en andere hemellichamen worden aangetroffen. De wetenschappers zochten zich suf, maar vonden geen enkel spoor van de deeltjes die eerder in 2004 en 2005 wél duidelijk waren waargenomen.

Getuige van zeldzame kosmische gebeurtenis
De conclusie is daarom dat er ongeveer twintig jaar geleden een cataclysmische botsing heeft plaatsgevonden tussen asteroïden en andere objecten, waarbij de ruimteobjecten zijn verpulverd tot fijne stofdeeltjes, nog kleiner dan stuifmeel of poedersuiker. “We gaan ervan uit dat dit het stof is dat we aanvankelijk zagen in de Spitzer-gegevens van 2004 en 2005”, legt Chen uit. “Als we de nieuwe gegevens van Webb in ogenschouw nemen, dan is de beste verklaring die we hebben dat we getuige zijn geweest van de nasleep van een zeldzame, cataclysmische gebeurtenis tussen grote ruimtelichamen. De megabotsing maakt dat we totaal anders kijken naar de manier waarop dit planetaire systeem is opgebouwd.”

100.000 keer zo groot als dino-killer
De nieuwe gegevens maken duidelijk dat de stofdeeltjes niet langer waarneembaar zijn, omdat ze naar de randen van het planetenstelsel zijn verspreid onder invloed van de straling van de centrale ster van het systeem, aldus Chen. Eerst warmden de fijne stofkorrels in de buurt van de ster op en zonden ze thermische straling uit, die de instrumenten van Spitzer konden oppikken. De stofdeeltjes verder weg van de ster zijn flink afgekoeld en zenden daarom niet meer dezelfde thermische straling uit. De waarnemingen van Webb laten zien dat het stof verdween en niet werd vervangen.

Twee verschillende telescopen maakten met twintig jaar verschil beelden van hetzelfde gebied rond de ster Beta Pictoris. De twee piekjes, die Spitzer waarnam, duiden op de botsing. Afbeelding: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University, Lynette Cook/NASA.

Piepjonge gasreuzen
Beta Pictoris ligt zoals gezegd op een afstand van ongeveer 63 lichtjaar bij ons vandaan. Astronomen zijn al langer erg geïnteresseerd in het naburige planetenstelsel. Met zijn leeftijd van slechts 20 miljoen jaar – vergeleken met ons 4,5 miljard jaar oude zonnestelsel – bevindt het piepjonge Beta Pictoris zich in een sleuteltijdperk waarbij gigantische gasplaneten zijn gevormd, maar aardse planeten zich waarschijnlijk nog steeds aan het ontwikkelen zijn. Het heeft minstens twee bekende gasreuzen, Beta Pic b en c, die ook invloed uitoefenen op het omringende stof en puin.

“De vraag die we proberen te beantwoorden is of dit hele proces van de vorming van aardse planeten en reuzenplaneten veelvoorkomend of nogal zeldzaam is. En dan is er de nog fundamentelere vraag: zijn er veel planetenstelsels die op het onze lijken? En hoe speciaal is ons zonnestelsel?” vraagt onderzoeker Kadin Worthen zich af. “We proberen eigenlijk te begrijpen hoe vreemd of hoe gemiddeld we zijn.”

To see or not to see
De nieuwe inzichten onderstrepen het ongeëvenaarde vermogen van de Webb-telescoop om de complexiteit van exoplaneten en sterrenstelsels te onthullen, stellen de onderzoekers. De beelden bieden belangrijke aanwijzingen over de architectuur van andere planetaire stelsels en in hoeverre ze op de onze lijken. Op wat voor manier beïnvloeden de vroege fases en alle kosmische onrust de atmosfeer, het watergehalte en andere belangrijke aspecten van de bewoonbaarheid van planeten? Met behulp van Webb zullen we hier de komende jaren meer over te weten komen, hopen de astronomen.

“De meeste ontdekkingen via James Webb komen van dingen die de telescoop rechtstreeks heeft gedetecteerd”, klinkt het. “In dit geval is het verhaal een beetje anders, omdat onze resultaten voortkomen uit wat Webb juist níét heeft gezien.”

Bronmateriaal

"Webb telescope reveals asteroid collision in neighboring star system" - HUB
Afbeelding bovenaan dit artikel: Beta Pictoris

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd