De ster bevindt zich in de Grote Magelhaense Wolk en is druk bezig materie uit zijn omgeving te verzamelen en zo een gas- en stofschijf te vormen waaruit – in een later stadium – planeten geboren kunnen worden.
Het is een uiterst opwindende ontdekking voor astronomen. Want hoewel dergelijke planeetvormende schijven in ons eigen sterrenstelsel vrij regelmatig ontdekt en geobserveerd worden, hadden onderzoekers deze nog nooit in een ander sterrenstelsel gezien. Maar mede dankzij het ALMA-observatorium in Chili is daar nu verandering in gekomen. “Toen ik in de ALMA-gegevens het eerste bewijs zag voor een roterende structuur kon ik niet geloven dat we de eerste extragalactische accretieschijf hadden ontdekt,” vertelt onderzoeker Anna McLeod. “Het was een bijzonder moment.”
HH 1177
Het gaat om de Grote Magelhaense Wolk: een sterrenstelsel dat zich op zo’n 160.000 lichtjaar afstand bevindt. In dat sterrenstelsel ontdekten onderzoekers een aantal jaren geleden al een ster in wording die de naam HH 1177 kreeg. Wat opviel bij deze jonge ster was dat deze een bundel van materie (ook wel een jet genoemd) uitstootte. Dat wees er al op dat zich rond de ster een zogenoemde accretieschijf bevond. Een dergelijke schijf bestaat uit materie – gas en stof – die door de groeiende ster wordt aangetrokken. Deze materie valt daarbij niet rechtstreeks naar de ster toe, maar wordt in plaats daarvan platgedrukt tot een draaiende schijf rond de ster. Dichter naar het midden toe draait zo’n accretieschijf sneller en dat snelheidsverschil kun je ook wel zien als hét kenmerk van een accretieschijf.
Op jacht naar bewijs
Hoewel er dus aanwijzingen waren dat HH 1177 over zo’n accretieschijf beschikte en onderzoekers dus de eerste extragalactische accretieschijf op het spoor leken te zijn, was het bestaan ervan op dat moment nog allesbehalve bewezen. Want onderzoekers waren simpelweg nog niet in staat om de voor accretieschijven zo karakteristieke beweging van het dichte gas rond de ster te meten.
ALMA
In het nieuwe onderzoek presenteren wetenschappers echter gedetailleerde metingen van ALMA die onomstotelijk bevestigen dat we hier te maken hebben met een extragalactische accretieschijf. ALMA keek daartoe naar de frequentie van het licht dat door het gas in de accretieschijf wordt afgegeven. “Afhankelijk van hoe snel het gas dat het licht uitzendt naar ons toe of van ons af beweegt, verandert de frequentie van het ontvangen licht,” vertelt onderzoeker Jonathan Henshaw. “Dit is precies hetzelfde verschijnsel dat ervoor zorgt dat de toonhoogte van de sirene van een snel voorbijrijdende ambulance verandert wanneer deze je passeert en de frequentie van het geluid eerst toeneemt en dan weer daalt.”
En de frequentiemetingen van ALMA onthullen dus de draaiende beweging die je van gas in een accretieschijf verwacht. En daarmee is de ontdekking van de allereerste extragalactische accretieschijf een feit. “We weten dat schijven van cruciaal belang zijn voor de vorming van sterren en planeten in ons Melkwegstelsel,” aldus McLeod. “En hier zien we voor het eerst direct bewijs hiervoor in een ander sterrenstelsel.”
De ontdekking van deze eerste extragalactische accretieschijf wordt mede mogelijk gemaakt door de samenstelling van de Grote Magelhaense Wolk. Normaliter zijn jonge, zware sterren – zoals HH 1177 – namelijk lastig waarneembaar op het moment dat ze een schijf om zich heen vormen; het stoffige materiaal waaruit ze ontstaan, onttrekt ze dan aan het zicht. Maar het materiaal waaruit sterren geboren worden is in de Grote Magelhaense Wolk anders – minder ‘stoffig’ en bijvoorbeeld ook metaalarmer – dan in de Melkweg. Het resulteert in een geringer stofgehalte op de plek waar HH 1177 het levenslicht heeft gezien en geeft astronomen – ondanks dat ze zich in een ander sterrenstelsel bevinden – goed zicht op de ster in wording.
De eerste extragalactische accretieschijf die onderzoekers nu hebben ontdekt, lijkt in heel veel opzichten op de planeetvormende schijven die we eerder in onze eigen Melkweg hebben gezien. Maar er zijn ook verschillen. Zo lijkt de extragalactische accretieschijf beter bestand te zijn tegen fragmentatie. De onderzoekers denken dat dat te maken heeft met het feit dat de Grote Magelhaense Wolk – en daarmee ook de schijf – metaalarmer is dan de Melkweg en de planeetvormende schijven hier.
De onderzoekers zijn hoopvol dat in de toekomst nog meer extragalactische accretieschijven worden ontdekt. Naast ALMA kan ook het next generation Very Large Array (ngVLA) dat in 2037 volledig operationeel moet zijn, daar een rol in gaan spelen. Door met behulp van deze observatoria meer jonge sterren en planeetvormende schijven in andere sterrenstelsels te ontdekken, hopen wetenschappers uiteindelijk een completer beeld te krijgen van de wijze waarop sterren en planeten ontstaan.
