Er is iets vreemds aan de hand rond een jonge ster genaamd LRLL 31. Dit is waarschijnlijk een planeetvormende schijf, maar het duurt miljoenen jaren voordat planeten zich vormen, dus het is zeldzaam om iets te zien veranderen op tijdschalen die wij mensen kunnen waarnemen. Een ander object lijkt een massa planeetvormend materiaal rond de ster te duwen, en dit gebied biedt astronomen met de Spitzer-ruimtetelescoop een zeldzame blik in de vroege stadia van planeetvorming.
Astronomen zien dat het licht van deze schijf vrij vaak varieert. Een mogelijke verklaring is dat een goede metgezel van de ster - ofwel een ster ofwel een zich ontwikkelende planeet - planeetvormend materiaal samen zou kunnen schuiven, waardoor de dikte ervan kan variëren terwijl het rond de ster draait.
"We weten niet of planeten zijn gevormd of zullen ontstaan, maar we krijgen een beter begrip van de eigenschappen en dynamiek van het fijne stof dat een planeet zou kunnen worden of indirect zou kunnen vormen", zei James Muzerolle van de Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md. Muzerolle, is de eerste auteur van een paper dat wordt geaccepteerd voor publicatie in de Astrophysical Journal Letters. "Dit is een unieke, realtime inkijk in het langdurige proces van het bouwen van planeten."
Een theorie over planeetvorming suggereert dat planeten beginnen als stoffige korrels die rond een ster in een schijf wervelen. Ze worden langzaam groter en verzamelen steeds meer massa zoals plakkerige sneeuw. Naarmate de planeten groter en groter worden, hakken ze gaten in het stof op, totdat een zogenaamde overgangsschijf vorm krijgt met een groot donutachtig gat in het midden. Na verloop van tijd vervaagt deze schijf en ontstaat er een nieuw type schijf, bestaande uit puin van botsingen tussen planeten, asteroïden en kometen. Uiteindelijk een meer gevestigd, volwassen zonnestelsel zoals onze eigen vormen.
Voordat Spitzer in 2003 werd gelanceerd, waren er slechts enkele overgangsschijven met gaten of gaten bekend. Met de verbeterde infraroodvisie van Spitzer zijn er nu tientallen gevonden. De ruimtetelescoop voelde de warme gloed van de schijven en bracht indirect hun structuren in kaart.
Muzerolle en zijn team gingen op onderzoek uit naar een familie van jonge sterren, velen met bekende overgangsschijven. De sterren zijn ongeveer twee tot drie miljoen jaar oud en ongeveer 1000 lichtjaar verwijderd in het stervormingsgebied IC 348 van het sterrenbeeld Perseus. Enkele van de sterren vertoonden verrassende hints van variaties. De astronomen volgden een, LRLL 31, en bestudeerden de ster gedurende vijf maanden met alle drie de instrumenten van Spitzer.
De waarnemingen toonden aan dat het licht van het binnenste deel van de schijf van de ster elke paar weken verandert, en in één geval slechts in één week. "Overgangsschijven zijn zeldzaam genoeg, dus het is erg spannend om er een te zien met dit type variabiliteit", zegt co-auteur Kevin Flaherty van de Universiteit van Arizona, Tucson.
Zowel de intensiteit als de golflengte van infrarood licht varieerden in de tijd. Bijvoorbeeld, toen de hoeveelheid licht die bij kortere golflengten werd waargenomen, daalde, daalde de helderheid bij langere golflengten en vice versa.
Muzerolle en zijn team zeggen dat een metgezel van de ster, die in een gat in de schijf van het systeem cirkelt, de gegevens kan uitleggen. “Een metgezel in de opening van een bijna edge-on schijf zou periodiek de hoogte van de binnenste schijfrand veranderen terwijl deze rond de ster cirkelt: een hogere rand zou meer licht uitstralen bij kortere golflengten omdat deze groter en heet is, maar aan de Tegelijkertijd zou de hoge rand het koele materiaal van de buitenste schijf overschaduwen, waardoor het licht met een langere golflengte afneemt. Een lage rand zou het tegenovergestelde doen. Dit is precies wat we waarnemen in onze gegevens ", zegt Elise Furlan, een co-auteur van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië.
De metgezel zou dichtbij moeten zijn om het materiaal zo snel te kunnen verplaatsen - ongeveer een tiende van de afstand tussen de aarde en de zon.
De astronomen zijn van plan om met telescopen op de grond te volgen om te zien of een metgezel hard genoeg aan de ster trekt om te worden waargenomen. Spitzer zal het systeem ook opnieuw observeren in zijn "warme" missie om te zien of de veranderingen periodiek zijn, zoals verwacht zou worden met een baanbrekende metgezel. Spitzer had in mei van dit jaar geen koelvloeistof meer en werkt nu op een iets hogere temperatuur met twee nog werkende infraroodkanalen.
'Voor astronomen is het spannend om alles in realtime te bekijken', zei Muzerolle. "Het is alsof we biologen zijn die cellen in een petrischaal zien groeien, alleen ons exemplaar is lichtjaren verwijderd."
Bron: JPL
