Planeten zijn gebouwd over een lange periode van enorme botsingen tussen rotsachtige lichamen zo groot als bergketens, kondigden astronomen vandaag aan.
Nieuwe waarnemingen van de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA onthullen verrassend grote stofwolken rond verschillende sterren. Deze wolken laaiden hoogstwaarschijnlijk op toen rotsachtige, embryonale planeten tegen elkaar sloegen. De eigen maan van de aarde is mogelijk gevormd door zo'n catastrofe. Voorafgaand aan deze nieuwe resultaten dachten astronomen dat planeten werden gevormd onder minder chaotische omstandigheden.
"Het is een zooitje", zegt Dr. George Rieke van de Universiteit van Arizona, Tucson, eerste auteur van de bevindingen en een Spitzer-wetenschapper. 'We zien dat planeten een lange, rotsachtige weg moeten afleggen voordat ze volgroeid zijn.'
Spitzer was in staat om de stoffige nasleep van deze botsingen te zien met zijn krachtige infraroodzicht. Wanneer embryonale planeten, de rotsachtige kernen van planeten zoals de aarde en Mars, samen crashen, wordt aangenomen dat ze ofwel opgaan in een grotere planeet of in stukken versplinteren. Het stof dat door deze gebeurtenissen wordt gegenereerd, wordt opgewarmd door de gastster en gloeit in het infrarood, waar Spitzer het kan zien.
De bevindingen worden gepubliceerd in een aankomend nummer van het Astrophysical Journal. Ze weerspiegelen wat we weten over de vorming van ons eigen planetaire systeem. Recente waarnemingen van studies van de inslagkraters van onze maan laten ook een turbulent vroeg zonnestelsel zien. 'Onze maan kreeg veel gewelddadige hits toen planeten al vorm begonnen te krijgen', zei Rieke.
Volgens de meest populaire theorie vormen rotsachtige planeten enigszins op sneeuwmannen. Ze beginnen rond jonge sterren als kleine balletjes in een schijfvormig veld van dik stof. Vervolgens, door kleverige interacties met andere stofkorrels, hopen ze geleidelijk meer massa op. Uiteindelijk krijgen lichamen van bergformaat vorm, die verder botsen om planeten te maken.
Eerder voorzagen astronomen dat dit proces soepel zou verlopen in de richting van een volwassen planetair systeem over een paar miljoen tot enkele tientallen miljoenen jaren. Ze voorspelden dat stoffige planeetvormende schijven met de jaren geleidelijk zouden vervagen, met af en toe opflakkeringen door botsingen tussen overgebleven rotsachtige lichamen.
Rieke en zijn collega's hebben een meer gevarieerde planeetvormende omgeving waargenomen. Ze gebruikten nieuwe Spitzer-gegevens, samen met eerdere gegevens van de gezamenlijke NASA, het Verenigd Koninkrijk en de Nederlandse Infrared Astronomical Satellite en de European Space Agency's Infrared Space Observatory. Ze zochten naar stoffige schijven rond 266 nabije sterren van vergelijkbare grootte, ongeveer twee tot drie keer de massa van de zon en verschillende leeftijden. Eenenzeventig van die sterren bleken schijven te bevatten, die vermoedelijk planeten bevatten in verschillende stadia van ontwikkeling. Maar in plaats van de schijven in oudere sterren te zien verdwijnen, zagen de astronomen in sommige gevallen het tegenovergestelde.
"We dachten dat jonge sterren, ongeveer een miljoen jaar oud, grotere, helderdere schijven zouden hebben en oudere sterren van 10 tot 100 miljoen jaar zwakkere," zei Rieke. 'Maar we ontdekten dat sommige jonge sterren schijven misten en sommige oude sterren met enorme schijven.'
Deze variabiliteit houdt in dat planeetvormende schijven verstikt kunnen raken door stof gedurende de hele levensduur van de schijven, tot honderden miljoenen jaren nadat de gastster werd gevormd. 'De enige manier om zoveel stof te produceren als we in deze oudere sterren zien, is door enorme botsingen', zei Rieke.
Vóór Spitzer waren er slechts enkele tientallen planeetvormende schijven waargenomen rond sterren ouder dan een paar miljoen jaar. Spitzer's uniek gevoelige infrarood visie stelt het in staat om de zwakke warmte van duizenden schijven van verschillende leeftijden te voelen. "Spitzer heeft een nieuwe deur geopend voor de studie van schijven en planetaire evolutie", zegt Dr. Michael Werner, projectwetenschapper voor Spitzer bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië.
"Deze opwindende nieuwe bevindingen geven ons nieuwe inzichten in het proces van planetaire vorming, een proces dat heeft geleid tot de geboorte van planeet Aarde en tot leven", zegt Dr. Anne Kinney, directeur van de universumafdeling van het Directoraat Wetenschapsmissie op het NASA-hoofdkwartier , Washington. "Spitzer belichaamt echt de missie van NASA om het universum te verkennen en te zoeken naar leven", zei ze.
JPL beheert de Spitzer-ruimtetelescoop voor NASA's Directoraat Wetenschapsmissie. Artist's concepten en aanvullende informatie over de Spitzer-ruimtetelescoop zijn beschikbaar op http://www.spitzer.caltech.edu.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
