Afbeelding tegoed: Harvard CfA
Hoe oud is te oud? Profvoetballers hebben de neiging om eind twintig te piekeren, en slechts weinigen zetten hun carrière na de leeftijd van 35 jaar voort. Voor jonge sterren is de piekleeftijd voor planeetvorming ongeveer 1 tot 3 miljoen jaar. Als ze 10 miljoen jaar oud zijn, zijn hun middelen uitgeput en trekken ze zich terug in een leven in de stellaire 'hoofdreeks'.
Met behulp van telescopen op de grond en in de ruimte bestudeert een team van astronomen onder leiding van Lee W. Hartmann en Aurora Sicilia-Aguilar (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) zonachtige sterren in hun afnemende vormende jaren, binnen clusters die ouder zijn dan eerder onderzocht . Ze proberen ons begrip van planeetvorming te verfijnen door stoffige protoplanetaire schijven rond dergelijke sterren te bestuderen. Hun resultaten, die vandaag zijn gepresenteerd op de 204e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Denver, Colorado, geven een betere omschrijving van de tijdsperiode gedurende welke planeten zich zouden kunnen vormen.
"Hoewel de planeten die zich kunnen vormen niet direct kunnen worden gedetecteerd", zei Sicilia-Aguilar, "kunnen we veranderingen zien in de circumstellaire stoffige aanwasschijven die worden veroorzaakt wanneer de planeten vegen en massa verzamelen."
"De gegevens hebben ook dramatische verschillen aangetoond tussen sterren van 3 en 10 miljoen jaar: de jongere sterren hebben vaak stoffige schijven die planeten kunnen vormen, terwijl dergelijke schijven in wezen afwezig zijn bij de oudere bevolking," vervolgde ze.
Het team gebruikte gegevens van de Whipple Observatory-telescopen van het Smithsonian Institution, de WIYN-telescoop bij Kitt Peak National Observatory en van de Spitzer-ruimtetelescoop (deze laatste is beschikbaar gesteld als onderdeel van het gegarandeerde tijdprogramma van infraroodcamera PI Giovanni Fazio) om deze bevindingen.
"We proberen de evolutie van protoplanetaire schijven rond sterren te begrijpen die niet te veel verschillen van de zon", zei teamleider Lee W. Hartmann. “Veel sterren van ongeveer 1 miljoen jaar oud hebben schijven, maar tegen 10 miljoen jaar hebben bijna geen schijven. We proberen sterren te vinden op een tussenliggende leeftijd en 'ze te vangen terwijl ze planeten vormen'.
Circumstellaire stofschijven omhullen jonge sterren, en astronomen begrijpen dat dit een veelvoorkomend kenmerk is van stellaire evolutie en van mogelijke planetaire systeemvorming. De eerste protoplanetaire schijven bevatten het gas en stof die de grondstoffen vormen voor de vorming van latere planetaire systemen.
"Nadat sterren planeten hebben gevormd in hun schijven en het meeste materiaal hebben verwijderd - hetzij door aangroei op de ster, door aangroei op planeten of door uitwerpen - kunnen er kleine hoeveelheden stof achterblijven in zogenaamde 'puinschijven'. Het meeste of dit alles puinstof wordt verondersteld continu te worden gegenereerd door de botsing van kleine lichamen, net zoals het zodiakale licht in ons zonnestelsel, 'zei Hartmann.
Het team presenteert de eerste identificatie van sterren met een lage massa in de jonge clusters Trumpler 37 en NGC 7160. (Deze clusters zijn losse associaties van sterren die zich in het relatief recente verleden hebben gevormd.) “De clusterleden bevestigen de leeftijdsschattingen van 1 tot 5 miljoen jaar voor Tr37 en 10 miljoen jaar voor NGC 7160, ”zei Sicilia-Aguilar.
“We vinden actieve aanwas in enkele van de sterren in Tr37. Het gemiddelde aanwaspercentage komt overeen met het opslokken van 10 Jupiter-massa's in een miljoen jaar, ”zei Sicilia-Aguilar. "Dit komt overeen met modellen van viskeuze schijfevolutie."
“Ter vergelijking: tot dusver hebben we geen tekenen van actieve aanwas ontdekt in de oudere cluster NGC 7160, wat suggereert dat schijfaanwas binnen 10 miljoen jaar stopt. Dit valt waarschijnlijk samen met de belangrijkste fase van de vorming van gigantische planeten. ”
Trumpler 37 is van meer direct belang, zei Hartmann, omdat we hopen sterren te vinden met planeten ter grootte van Jupiter die nog steeds materiaal van de schijven verzamelen, zodat de schijven nog niet helemaal zijn opgeruimd. Er kunnen echter enkele objecten in de 10 miljoen jaar oude cluster NGC 7160 zijn die ook nog steeds hun gigantische planeten vormen. Niet alle schijven evolueren in hetzelfde tempo.
"Zo verwachten we uiteindelijk meer te weten te komen over de frequentie van puinschijven en de snelheid waarmee het stof in dergelijke schijven wordt verwijderd, door de 10 miljoen jaar oude cluster NGC 7160 te bestuderen en deze te vergelijken met Trumpler 37," zei Hartmann.
Naast Sicilia-Aguilar en Hartmann omvatten teamleden Cesar Briceno (Centro de Investigaciones de Astronomia), James Muzerolle (Universiteit van Arizona) en Nuria Calvet (Smithsonian Astrophysical Observatory). Dit werk werd ondersteund door NASA-subsidie NAG5-9670.
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: Harvard CfA News Release
