Vorming van maan rond planeet voor het eerst vastgelegd

Mogelijk voor het eerst is geobserveerd hoe manen worden gevormd rond een afgelegen reuzenplaneet.

De nog jonge exoplaneet die door het ALMA-observatorium in Chili werd geobserveerd, draait in een omloopbaan rond een kleine ster die zich op een afstand van ongeveer 370 lichtjaar van de aarde bevindt. Rond de planeet wervelt een schijf van stof en gas, in een samenstelling die volgens wetenschappers miljarden jaren geleden ook heeft geleid tot de vorming van de manen rond Jupiter.

In deze illustratie van het planetenstelsel rond de ster PDS 70 wordt een grote planeet omringd door een vage schijf van stof, waaruit zich uiteindelijk een maan kan vormen.

“Het is heel goed mogelijk dat daar manen ter grootte van planeten worden gevormd,” zegt hoofdonderzoeker Andrea Isella van de Rice University in een persverklaring.

“Het is zeker aannemelijk dat er rond reuzenplaneten schijven van puin wervelen waaruit manen ontstaan,” zegt ook Bruce Macintosh van de Stanford University over de observatie, die vorige week werd beschreven in The Astrophysical Journal Letters. “Het is een fascinerend en zeer plausibel resultaat.”

Sean Andrews van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics is het daarmee eens en is optimistisch over de kans dat dit de eerste directe opname van zo’n proces is.

“Als het resultaat wordt bevestigd, zal het een belangrijke ‘eerste stap’ zijn,” zegt hij.

Straatje schoonvegen

Astronomen hebben al veel van dit soort accretieschijven van stof rond sterren geobserveerd. Deze circumstellaire stofwolken zijn de omgeving waarin planeten worden gevormd, hoewel nog niet duidelijk is door welk proces planeten in zulke stofwolken ontstaan. Astronomen vermoeden dat ze in sommige gevallen pasgeboren planeten kunnen zien die zich een weg banen door de circumstellaire schijven, en ALMA heeft al talloze beelden van beginnende planetaire vingerafdrukken weten te maken..

Maar tot dusver had nog niemand een schijf van stof rond een exoplaneet zelf gezien; het is al lastig genoeg om exoplaneten direct te kunnen observeren, laat staan de vage wolken van puin die rond jongere reuzenplaneten wervelen.

Isella en zijn collega’s richtten zich in hun onderzoek op het planetenstelsel rond de ster PDS 70, waarbij ze gebruikmaakten van gegevens die in 2017 waren vergaard door ALMA, een interferometrisch observatorium van 66 radioschotels in de Atacama-woestijn. Tot het PDS 70-stelsel behoorde een planeet ter grootte van Jupiter (PDS 70b), die bezig is een eigen omloopbaan in de accretieschijf van stof en gas rond zijn jonge, zes miljoen jaar oude ster ‘schoon te vegen’. Aan de binnenzijde van de schijf maakt een andere planeet, PDS 70c, zijn eigen baan vrij, op ongeveer dezelfde afstand tot zijn ster als die tussen Neptunus en de zon.

Aanvankelijk leek de wazige schijf rond PDS 70c een reusachtige sliert gas te zijn, maar toen het team de ALMA-gegevens dit jaar met behulp van een iets andere methode opnieuw bewerkte, werden eerdere onregelmatigheden gladgetrokken en kwam uit de gegevens een duidelijke schijf van stof naar voren. Isella en zijn collega’s interpreteren de weergave uit de opnieuw bewerkte gegevens nu als een schijf van stof rond een planeet, een circumplanetaire schijf – het soort wolken waarin zich manen vormen en waaraan groeiende planeten materiaal onttrekken.

“We denken dat de manen van Jupiter zijn gevormd in een schijf rond de nog jonge planeet Jupiter en dat deze circumplanetaire schijven een belangrijke rol spelen in de formatie van deze planeten,” zegt Isella.

Wazig beeld

Maar het resultaat is nog niet spijkerhard. “Er zitten zeker nog enkele raadselachtige aspecten aan deze bevindingen,” zegt Andrews. Hij ziet ongerijmdheden tussen observaties die in verschillende golflengten zijn verricht, waardoor aparte opnames van de accretieschijf rond de ster subtiel van elkaar verschillen. In de beelden van ALMA bevat die schijf duidelijk een geconcentreerde vlek die wijst op een planeet: PDS 70c. Maar in kortere, infrarode golflengten is die vlek veel waziger.

“De omgeving rond PDS 70c ziet er tamelijk ingewikkeld uit,” zegt Andrews.

Volgens Isella is “de ALMA-waarneming erg zwak” en werkt het team aan bevestiging van het resultaat door middel van aanvullende observaties.

“We hebben een ALMA-programma lopen voor het opnieuw bekijken van dit systeem en het meten van de omloopsnelheid van de circumplanetaire schijf,” zegt hij. “Dus blijf ons volgen.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com