Directe waarneming van twee puinruimende planeten rond jonge ster

[univers]

Artistieke weergave van de ster PDS 70 met twee groeiende protoplaneten. (c) STScI
Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Sebastiaan Haffert (Universiteit Leiden) heeft een directe afbeelding gemaakt van twee exoplaneten die als een stofzuiger een spoor trekken in de planeetvormende schijf rond de jonge ster PDS 70. Het is pas het tweede meervoudige exoplaneetsysteem dat direct gefotografeerd is en het eerste waarbij de planeten nog steeds materiaal verzamelen en groeien. Het onderzoek verschijnt vandaag in het vakblad Nature Astronomy.

PDS 70, de ster waaromheen de twee exoplaneten draaien, bevindt zich op ongeveer 370 lichtjaar van de aarde. De ster is slechts 6 miljoen jaar oud, iets kleiner dan onze zon en omgeven door twee schijven van gas en stof. De twee exoplaneten draaien hun rondjes tussen de twee schijven. Ze hebben als het ware een pad schoongeveegd en de grote schijf in tweeën gehakt.

De binnenste planeet, PDS 70 b, staat op ongeveer 3 miljard kilometer van zijn ster. Dat is vergelijkbaar met de baan van Uranus in ons zonnestelsel. De planeet is ongeveer 4 tot 17 keer zo zwaar als Jupiter. Deze planeet was in 2018 al ontdekt. De buitenste planeet, PDS 70 c, draait op ongeveer 5 miljard kilometer om zijn ster. Dat is vergelijkbaar met de afstand van Neptunus tot onze zon. Planeet c is ongeveer 1 tot 10 keer zo zwaar als Jupiter.

Het team detecteerde PDS 70 c met behulp van de MUSE-spectrograaf op de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Deze, mede door Nederland ontwikkelde, spectrograaf is een enorm stabiel instrument met een lange sluitertijd. Daardoor kan het zeer lichtzwakke objecten waarnemen. Het instrument is oorspronkelijk ontwikkeld om zwakke sterrenstelsels in het vroege heelal te onderzoeken.

Dankzij een nieuwe instelling die corrigeert voor verstoringen in de atmosfeer kan MUSE sinds 2018 beelden maken met heel hoge resolutie. De telescoop is zo nauwkeurig dat het zogeheten H-alpha-straling kan opvangen die bij groeiende exoplaneten vrijkomt.

De planeten PDS 70 b en PDS 70 c hebben een bijzondere verhouding in omlooptijden. In de tijd dat planeet b twee rondjes aflegt rond de ster, maakt planeet c er één. Sommige sterrenkundigen vermoeden dat een vergelijkbare vorm van baanresonantie tussen Jupiter en Saturnus ook een rol speelde in het ontstaan van ons planetenstelsel. Ze noemen dat de 'grand tack hypothese' (vrij vertaald: de grote laveerhypothese). Die gaat ervan uit dat Jupiter in het begin van zijn bestaan onder invloed van Saturnus een omtrekkende, laverende beweging maakte: eerst richting de zon en daarna weer naar buiten.

Voor sterrenkundigen komt de ontdekking van de exoplaneten in een stofschijf als geroepen. Ze hadden namelijk al tientallen stofschijven met gaten rond sterren gezien, maar nooit waren de bijbehorende planeten zichtbaar. In de toekomst hopen ze meer exoplaneten in stofschijven zichtbaar te maken. Ook hopen ze meer planeten te vinden die nog in hun groeifase zijn. Zo kunnen de wetenschappers beter begrijpen hoe planeten ontstaan en zich ontwikkelen.

http://www.astronomie.nl/#!/index/_deta ... e-planeten