‘Bruine dwergen’ zijn te klein

Twee ‘planeten’ die om elkaar heendraaien in plaats van om een ster, plaatsen astronomen voor een raadsel. De inzichten over het ontstaan van sterren staan op de helling.

De ontdekking van twee om elkaar heen draaiende planeetachtige hemellichamen, zonder ster in hun midden, heeft de bestaande theorie over het ontstaan van sterren ontwricht. Een Canadees-Chileens onderzoeksteam ontdekte de twee hemellichamen op een afstand van vierhonderd lichtjaren van de aarde. De studie verscheen afgelopen donderdag in de online-editie van het wetenschappelijke tijdschrift Science.

Ook is de ontdekking in strijd met de heersende opvatting over het ontstaan van dit soort objecten. Het grote probleem is dat de twee objecten net te licht zijn om als gewone ‘bruine dwergen’ te kunnen gelden. Bruine dwergen zijn ‘te kleine’ sterren, die bij hun ontstaan te weinig massa hebben meegekregen om licht te gaan geven. Een ster weegt minstens 75 keer zo veel als Jupiter. Kleinere objecten, zoals deze, zouden alleen bij een echte ster kunnen ontstaan, was tot nu toe de verwachting.

De ontdekking is gedaan in Chili. Op de berg Paranal staat daar de telescoop VLT (Very Large Telescope). Daarmee zijn zowel optische beelden als infraroodbeelden verkregen, die de twee gasreuzen onmiskenbaar identificeerden.

De twee hemellichamen wegen respectievelijk zeven en veertien keer zoveel als Jupiter. Over de ondergrens van het gewicht van bruine dwergen bestaat discussie; een richtlijn is dertien keer de massa van Jupiter. Een gewone stralende ster als de zon heeft ruim duizend keer de massa van Jupiter. De onderlinge afstand van de twee hemellichamen bedraagt 240 astronomische eenheden (AU), ofwel 240 keer de afstand tussen de aarde en de zon.

De twee eenzaam om elkaar draaiende gasreuzen horen duidelijk bij elkaar. Niet alleen draaien ze om elkaar heen, er is ook geconstateerd dat ze precies even oud zijn. Het is daarom erg onwaarschijnlijk dat deze objecten als onderdeel van een groter systeem van sterren zijn ontstaan, want als twee objecten uit een stersysteem worden weggeslingerd is de kans dat ze vervolgens bij elkaar kunnen blijven erg klein. En nog kleiner is de kans dat ze het delicate evenwicht zouden vinden waarin de twee nu verkeren. Door het kleine gewicht van de objecten en de relatief grote afstand tot elkaar, zou dat evenwicht gemakkelijk verstoord raken.

Een andere mogelijkheid is dat de twee even oude, uit afzonderlijke stersystemen uitgestoten objecten elkaar toevallig zijn tegengekomen. Maar de kans dat in het heelal twee hemellichamen van precies dezelfde leeftijd elkaar op deze manier treffen is verwaarloosbaar, zo legt de Amsterdamse hoogleraar Carsten Dominik desgevraagd uit.

Nee, de meest voor de hand liggende verklaring voor het ontdekte fenomeen is, volgens Dominik, dat de twee objecten toch samen uit het ineenstorten van een gaswolk zijn ontstaan. En dat zet de huidige ideeën over de omstandigheden van implosie een gaswolk op de helling. De ineenstorting van een gaswolk gebeurt volgens die inzichten pas bij een bepaalde dichtheid en een bepaald volume van de wolk. De resulterende hemellichamen worden daarmee ook verondersteld een bepaald gewicht te hebben, hoger dan dat van bruine dwergen. Dat er slechts twee heel kleine objecten uit een dergelijke gaswolk zouden kunnen komen, was tot nu toe ondenkbaar.