Afbeelding tegoed: NASA / JPL
In juni kondigden onderzoekers van de Universiteit van Rochester aan dat ze een potentiële planeet rond een andere jonge ster hadden gelokaliseerd die de verklaringen van theoretici trotseerde. Nu ondersteunt een nieuw team van Rochester-planeetvormingsspecialisten de oorspronkelijke conclusies en zegt dat ze hebben bevestigd dat het gat in de stoffige schijf van de ster heel goed door een nieuwe planeet zou kunnen zijn gevormd. De bevindingen hebben implicaties voor het verkrijgen van inzicht in hoe ons eigen zonnestelsel is ontstaan en voor het vinden van andere mogelijk bewoonbare planetaire systemen in ons hele sterrenstelsel.
"De gegevens suggereren dat er een jonge planeet is, maar tot nu toe was geen van onze theorieën logisch met de gegevens voor een zo jonge planeet", zegt Adam Frank, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de Universiteit van Rochester. "Aan de ene kant is het frustrerend; maar aan de andere kant is het heel cool omdat moeder natuur ons zojuist de planeet heeft gegeven en we moeten uitzoeken hoe deze moet zijn gemaakt. "
Het is intrigerend dat Frank, Alice Quillen, Eric Blackman en Peggy Varniere, op basis van de gegevens van het oorspronkelijke team, onthulden dat de planeet waarschijnlijk kleiner was dan de meeste tot dusver ontdekte planeten buiten de zon - ongeveer zo groot als Neptunus. De gegevens suggereerden ook dat deze planeet ongeveer even ver van zijn moederster verwijderd is als onze eigen Neptunus van de zon. De meeste tot dusver ontdekte buitenzonne-planeten zijn veel groter en draaien extreem dicht bij hun moederster.
Het oorspronkelijke Rochester-team, geleid door Dan Watson, hoogleraar natuurkunde en astronomie, gebruikte NASA's nieuwe Spitzer-ruimtetelescoop om een gat in het stof rond een jonge ster te detecteren. De kritische infrarode "ogen" van de infraroodtelescoop zijn gedeeltelijk ontworpen door natuurkunde- en astronomieprofessoren Judith Pipher, William Forrest en Watson, een team dat tot de wereldleiders behoort bij het openen van het infraroodvenster voor het universum. Het waren Forrest en Pipher die de eerste Amerikaanse astronomen waren die een infrarood-array naar de hemel draaiden: in 1983 monteerden ze een prototype van een infrarooddetector op de universitaire telescoop in het kleine observatorium bovenop het Wilmot-gebouw op de campus, en namen de eerste - ooit telescopische beelden van de maan in het infrarood, een golflengtebereik van licht dat voor het blote oog en voor de meeste telescopen onzichtbaar is.
De ontdekte kloof markeerde sterk de aanwezigheid van een planeet. Het stof in de schijf is heter in het centrum nabij de ster en straalt dus het meeste van zijn licht uit bij kortere golflengten dan de koelere buitengebieden van de schijf. Het onderzoeksteam ontdekte dat er een abrupt gebrek aan licht was dat uitstraalde op alle korte infraroodgolflengten, wat sterk suggereert dat het centrale deel van de schijf afwezig was. Wetenschappers kennen slechts één fenomeen dat zo'n duidelijk "gat" in de schijf kan tunnelen tijdens de korte levensduur van de ster - een planeet van minstens 100.000 jaar oud.
Deze mogelijkheid van een planeet in de orde van grootte van slechts 100.000 tot een half miljoen jaar oud werd door veel astronomen met scepsis ontvangen, omdat geen van de toonaangevende modellen voor planetaire vorming een planeet van deze tijd leek toe te staan. Twee modellen vertegenwoordigen de leidende theorieën over planetaire vorming: kernacretie en gravitatie-instabiliteit. Kernaanwas suggereert dat het stof waaruit de ster en het systeem ontstaan samen begint te klonteren tot korrels, en die korrels klonteren in rotsen, asteroïden en planetoïden totdat hele planeten zijn gevormd. Maar de theorie zegt dat het ongeveer 10 miljoen jaar duurt voordat een planeet op deze manier evolueert - veel te lang om de half miljoen jaar oude planeet te verklaren die Watson heeft gevonden.
Omgekeerd suggereert de andere leidende theorie van planetaire vorming, zwaartekrachtinstabiliteit, dat hele planeten in wezen in één klap kunnen ontstaan als de oorspronkelijke gaswolk door zijn eigen zwaartekracht wordt samengetrokken en een planeet wordt. Maar hoewel dit model suggereert dat planetaire vorming veel sneller zou kunnen plaatsvinden - in de orde van eeuwen - lijkt de dichtheid van de stofschijf rond de ster te schaars om dit model ook te ondersteunen.
"Ook al past het in geen van beide modellen, we hebben de cijfers gekraakt en laten zien dat ja, in feite dat gat in die stofschijf gevormd zou kunnen zijn door een planeet", zegt Frank. 'Nu moeten we naar onze modellen kijken en uitzoeken hoe die planeet daar terecht is gekomen. Uiteindelijk hopen we dat we een nieuw model hebben en een nieuw begrip van hoe planeten ontstaan. ”
Dit onderzoek is gefinancierd door de National Science Foundation.
Oorspronkelijke bron: University of Rochester News Release
