De vondst betekent een grote doorbraak in ons begrip van hoe planeten ontstaan.
Astronomen hebben de jongste transiterende planeet ooit ontdekt: IRAS 04125+2902 b, ook wel TIDYE-1b genoemd. Deze planeet is slechts drie miljoen jaar oud, wat op menselijke schaal te vergelijken is met een baby van twee weken oud. Dit is opmerkelijk jong, zeker als je je bedenkt dat onze eigen aarde tussen de 10 en 20 miljoen jaar nodig had om zich te vormen.
TIDYE-1b
De gigantische planeet, die waarschijnlijk nog steeds straalt van de hitte van zijn geboorte, voltooit ongeveer elke week een rondje rond zijn moederster. Zijn massa is slechts een derde van die van onze eigen Jupiter, maar opvallend genoeg is de planeet in diameter even groot. Dit betekent dat TIDYE-1b een lage dichtheid en waarschijnlijk een opgeblazen atmosfeer heeft. Het lijkt dus geen gasreus zoals Jupiter te zijn, maar eerder een planeet waarvan de atmosfeer in de toekomst mogelijk zal krimpen. Uiteindelijk zal de planeet uitgroeien tot een gasachtige ‘mini-Neptunus’ of zelfs een rotsachtige ‘superaarde’. Dit zijn de twee meest voorkomende soorten planeten in ons melkwegstelsel, hoewel geen van beide in ons zonnestelsel voorkomt.
Taurus Moleculaire Wolk
TIDYE-1b ligt in de Taurus Moleculaire Wolk, een bruisende sterrenkraamkamer met honderden pasgeboren sterren, op zo’n 430 lichtjaar afstand. De relatief korte afstand tot de wolk maakt het een belangrijk doel voor astronomen. Hoewel de wolk veel inzicht biedt in de vorming en evolutie van jonge sterren, blijven hun planeten vaak verborgen voor telescopen zoals TESS.
Transitmethode
Waarom TESS dergelijke planeten niet zo gemakkelijk kan spotten? Deze telescoop gebruikt voor het opsporen van planeten de zogenaamde ‘transitmethode’. Ze let daarbij op een klein dipje in het sterrenlicht wanneer een planeet voor zijn ster langs beweegt. Maar voor de transitmethode om te werken, moeten zulke planetaire systemen, vanuit ons oogpunt op aarde, precies van opzij zichtbaar zijn. Heel jonge sterrenstelsels worden echter omgeven door puinachtige schijven, waardoor we geen zicht hebben op mogelijke transiterende planeten.
Meevallertje
Dat onderzoekers TIDYE-1b dus toch hebben gevonden, is een buitengewoon meevallertje. Op de een of andere manier is de buitenste puinschijf rond de pasgeboren planeet sterk vervormd, waardoor deze jonge wereld opeens zichtbaar werd voor TESS. “Planeten ontstaan meestal uit een platte schijf van stof en gas, waardoor ze in ons zonnestelsel netjes in een ‘pannenkoek-achtige’ formatie zijn gerangschikt”, legt Andrew Mann, hoofdonderzoeker van het Young Worlds Laboratory, uit. “Maar in dit geval is de schijf gekanteld en niet uitgelijnd met de planeet en zijn ster – een onverwachte wending die onze huidige inzichten over hoe planeten ontstaan op de proef stelt.”
Vervorming van de puinschijf
Hoewel de vervorming van de buitenste schijf een enorm toeval is, is het tegelijkertijd ook een groot mysterie. Mogelijke verklaringen zijn onder andere dat de planeet zelf migreert, dichter naar de ster beweegt en daardoor uit lijn raakt met de buitenste schijf. Dit zou verklaren waarom de planeet, vanuit ons oogpunt, precies op de zijkant van zijn baan beweegt en voor de ster langs schuift, terwijl de schijf nog steeds bijna recht voor ons ligt. Het probleem met deze theorie is echter dat een dergelijke verschuiving waarschijnlijk een enorm object in het systeem zou vereisen, maar tot nu toe is er geen aanwijzing voor zo’n object gevonden.
Metgezel
Een andere mogelijke verklaring is dat de zon van het systeem een verre ster als begeleider heeft, die verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de vervorming van de buitenste schijf. De baan van deze begeleidende ster komt echter overeen met die van de planeet en zijn moederster. Maar ook deze verklaring rammelt. Aangezien sterren en planeten zich meestal langs het pad van minste weerstand bewegen, zou een dergelijke opstelling de schijf juist dichter in lijn moeten brengen met de rest van het systeem in plaats van ‘m drastisch vervormen.
Drukke, dichtbevolkte gebieden
Volgens de auteurs van de studie is er nog een laatste mogelijkheid. Sterrenkraamkamers zoals de Taurus Moleculaire Wolk zijn vaak drukke, dichtbevolkte gebieden. Computersimulaties suggereren dat invallende stof- en gaswolken uit de omliggende stervormende regio’s de schijf kunnen vervormen. Tot nu toe hebben simulaties en waarnemingen echter nog niet duidelijk kunnen maken of vervormde of gebroken schijven vaak voorkomen in dit soort gebieden.
Planeetvorming
Hoe dan ook, de vervorming van de buitenste schijf biedt ons een unieke kans om beter te begrijpen hoe planeten ontstaan. Hierdoor kunnen wetenschappers het vormingsproces van dichtbij onderzoeken. “Astronomie laat ons onze plek in het universum begrijpen – waar we vandaan komen en waar we naartoe gaan”, zegt Madyson Barber, hoofdauteur van de studie. “Door planeten zoals TIDYE-1b te ontdekken, kunnen we terug in de tijd kijken en de vorming van een planeet in actie zien.” De ontdekking biedt bovendien nieuwe inzichten in de verschillen tussen ons eigen zonnestelsel en systemen met dichtbij gelegen reuzenplaneten zoals TIDYE-1b.
De jonge planeet, die in slechts 3 miljoen jaar is gevormd, werpt nieuw licht op de snelheid en complexiteit van planeetvorming en daagt eerdere theorieën uit. Daarnaast verschaft de studie, gepubliceerd in Nature, nieuwe inzichten in hoe planeten zich in de vroege stadia vormen, zet een nieuwe standaard voor jonge planeten en helpt ons meer te begrijpen over planeten buiten ons zonnestelsel. Vervolgonderzoek ligt alweer in het verschiet. Dit zal zich richten op hoe de atmosfeer van de planeet zich verhoudt tot het materiaal in de omliggende schijf, wat inzicht kan geven in zijn reis naar zijn compacte baan. Ook zullen onderzoekers nagaan of TIDYE-1b nog steeds groeit door materiaal aan te trekken of misschien zijn bovenste atmosfeer verliest door de invloed van zijn moederster.
