De resulterende onderzoeken kenmerken volgens astronomen “een omslag” binnen het onderzoeksgebied dat zich bezighoudt met de toch nog altijd tamelijk mysterieuze vorming van planeten.
In drie studies in het blad Astronomy & Astrophysics presenteren wetenschappers vandaag één van de grootste inventarisaties van planeetvormende schijven die ooit zijn gedaan. De studies bevatten waarnemingen van meer dan tachtig jonge sterren die omringd worden door gas- en stofschijven waaruit planeten voort kunnen komen. “Dit is echt een omslag binnen ons onderzoeksgebied,” concludeert onderzoeker Christian Ginski. “We hebben de overstap gemaakt van de diepgaande studie van afzonderlijke stersystemen naar dit enorme overzicht van complete stervormingsgebieden.”
Het begin
Wetenschappers hebben inmiddels al meer dan 5000 exoplaneten ontdekt. Dit zijn planeten die om een andere ster draaien dan de zon, vaak in stelsels die ook heel anders zijn dan ons eigen zonnestelsel. Het roept natuurlijk de vraag op waarom die stelsels zo anders zijn. Om die diversiteit te begrijpen en verklaren, moeten astronomen de stof- en gasrijke schijven rond jonge sterren waarnemen. Die gas- en stofschijven zijn namelijk de kraamkamers van de planeetvorming: daaruit worden uiteindelijk planeten gevormd.
Tientallen jonge sterren
In het verleden hebben onderzoekers al herhaaldelijk naar deze kraamkamers gekeken, maar daarbij werd eigenlijk altijd één gas- en stofschijf per keer onder de loep genomen. Terwijl het eigenlijk, juist als je helder wilt krijgen hoe de diversiteit aan planeten en stelsels waar zij deel van uitmaken, ontstaan is, heel waardevol is om verschillende van deze planetaire kraamkamers te bekijken en vergelijken. Voor de nieuwe onderzoeken die nu in het blad Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd, gooiden wetenschappers het dan ook over een andere boeg en bestudeerden ze tientallen jonge sterren die door een gas- en stofschijf omringd worden en zich nog bevinden in de enorme gaswolken waarin ze zijn gevormd. De astronomen maakten daarvoor gebruik de Very Large Telescope in Chili.
Taurus, Kameleon I en Orion
Met behulp van deze telescoop keken ze naar drie stervormingsgebieden die zich allemaal in de Melkweg bevinden: Taurus en Kameleon I (beiden te vinden op zo’n 600 lichtjaar afstand van de aarde) en Orion (op zo’n 1600 lichtjaar afstand). In deze stervormingsgebieden worden – zoals de naam al doet vermoeden – sterren geboren. Die sterren ontstaan wanneer grote gaswolken onder hun eigen zwaartekracht ineenstorten. Voor het onderzoek richtten de wetenschappers zich op 86 van die jonge sterren, die stuk voor stuk omringd werden door een gas- en stofschijf waaruit nu of op een later moment planeten gevormd worden.
Diversiteit begint al vroeg
De waarnemingen onthullen dat de protoplanetaire schijven minstens net zo divers zijn als hun volgroeide tegenhangers. “Sommige van deze schijven vertonen enorme spiraalarmen, die vermoedelijk worden aangedreven door het subtiele ballet van rondcirkelende planeten,” aldus Ginski. “Andere vertonen ringen en grote holtes die door planeten-in-wording zijn uitgesleten, gaat onderzoeker Antonia Garufi verder. “Terwijl weer andere egaal lijken en zich niets van de drukte om hen heen aantrekken.”
Sterren en hun begeleiders
Maar de onderzoekers kunnen op basis van de omvangrijke dataset meer interessante conclusies trekken. Zo ontdekten ze in de Orionwolk bijvoorbeeld dat omvangrijke planeetvormende schijven minder vaak voorkomen bij sterren die groepjes van twee of meer sterren vormen. Dat is interessant, omdat de meeste sterren in onze Melkweg – in tegenstelling tot onze zon – één of meer begeleiders hebben.
Kromgetrokken kraamkamer
Daarnaast ontdekten de onderzoekers in de Orionwolk ook een aantal schijven met een ongelijkmatig uiterlijk. Het hint erop dat in die schijven zware planeten schuilgaan die hun kraamkamer met hun zwaartekracht kromtrekken.
Zo mooi
Naast deze conclusies leveren de studies naast nieuwe bevindingen en een schat aan gegevens natuurlijk ook vooral prachtige opnamen op van planeten en stelsels in wording. “Het is bijna poëtisch dat de processen die ons dichter bij de vorming van planeten, en uiteindelijk ook het ontstaan van leven in ons zonnestelsel leiden, zo wonderschoon zijn,” vindt onderzoeker Per-Gunnar Valegård.
En dit is nog maar de opmaat naar meer. Met behulp van de in aanbouw zijnde Extremely Large Telescope – die in 2027 de ogen moet openen – moet het namelijk mogelijk zijn om nog dieper in het hart van deze planeetvormende stelsels te kijken. De verwachting is zelfs dat onderzoekers dan de naast omgeving van jonge sterren nader onder de loep kunnen nemen, oftewel het gebied waar rotsachtige planeten – zoals de aarde – het levenslicht zien.
