Onvoltooide ster vormt al planeten

Astronomie

Pas nadat een ster zich heeft gevormd, zouden de planeten eromheen ontstaan. Maar de ster TMC1A laat anders zien.

Beeld van de jonge ster TMC1A, een zich nog ontwikkelende ster in het sterrenbeeld Stier. Rode gebieden bevatten veel stofdeeltjes. Groen en blauw is de straling van het gas koolmonoxide. Foto Jørgensen/Harsono/ESASky/ESAC

Rondom een jonge, nog niet volgroeide ster op 450 lichtjaar afstand is samenklonterend stof ontdekt. Die klontering duidt erop dat de vorming van planeten al is begonnen. Astronomen gingen er tot nog toe vanuit dat het proces van planeetvorming pas start als een ster ‘klaar’ is.

Europese astronomen beschrijven hun ontdekking deze maandag in het tijdschrift Nature Astronomy. Een belangrijk deel van het onderzoek komt op naam van Daniel Harsono, van de Sterrewacht Leiden, en Matthijs van der Wiel, verbonden aan het Nederlands instituut voor radioastronomie in Dwingeloo.

Samentrekkende wolken

Nieuwe sterren ontstaan uit samentrekkende wolken gas en stof. Het overgrote deel van het materiaal in zo’n wolk gaat zitten in de ster. De rest vormt een schijf eromheen. In die schijf kunnen, door samenklontering van stof en gas, planeten en kleinere hemellichamen ontstaan.

Volgens de huidige opvattingen gebeurt dat pas nádat de ster is gevormd. Zo zou het 4,6 miljard jaar geleden ook in ons zonnestelsel zijn gegaan. Maar voor de ster TMC1A blijkt dit niet op te gaan, zo is nu vastgesteld. Hij is nog bezig materiaal uit zijn omgeving aan te trekken, en is pas voor zo’n driekwart voltooid.

TMC1A maakt deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier. De protoster is omgeven door een schijf en een omhulsel, de zogeheten moederwolk. De onderzoekers schatten zijn leeftijd op circa 100.000 jaar. „Het belangrijkste bewijs voor zijn jonge leeftijd is dat de ‘moederwolk’ nog steeds een belangrijke fractie van de massa in het totale systeem bevat”, schrijft Harsono via e-mail.

De astronomen bekeken de schijf van gas en stof om TMC1A met behulp van de Atacama Large Millimeter Array, een opstelling van 66 radiotelescopen in het noorden van Chili. Ze ontdekten dat er tot op ruwweg 2,5 miljard kilometer van de ster opvallend weinig gas te zien is. Tegelijkertijd vertoont dat deel van de schijf wel duidelijke warmtestraling van stof.

Op basis van computermodellen concluderen de auteurs dat het gas niet echt kan ontbreken. Normaal gesproken zou zich in een schijf van deze omvang ook het nodige gas in de omgeving van de ster moeten bevinden. Dat kan maar één ding betekenen: het gas is er wel, maar wordt aan het zicht onttrokken.

En inderdaad: de modellen geven aan dat stof dat is samengeklonterd tot deeltjes van ongeveer een millimeter groot, in staat is om het gas te maskeren. „De aanwezigheid van deeltjes van deze grootte wijst erop dat er ook al veel grotere brokstukken kunnen zijn ontstaan, met afmetingen van een meter tot een kilometer”, schrijft Harsono.

Kaliber Jupiter

Dat de planeetvorming al heel vroeg kan starten, verklaart waarom bij zoveel sterren planeten van het kaliber Jupiter en Saturnus te vinden zijn. Harsono: „Als dit proces niet zo vroeg zou beginnen, zou de natuur er nooit in slagen om van dergelijke reuzenplaneten te produceren.”

Mede-auteur Van der Wiel plaatst wel een kanttekening: „De vroege deeltjesgroei bij deze jonge ster kan een uitzondering zijn.” Ze gaan nu kijken of het verschijnsel zich bij andere sterren-in-wording voordoet.

Harsono verwacht dat de wolk van gas en stof rond TMC1A snel oplost. „Een deel ervan gaat naar de ster, de rest naar de schijf, die zich dan ontwikkelt tot een echte protoplanetaire schijf. Binnen 1 tot 5 miljoen jaar kunnen zich daarin planeten vormen, te beginnen met grote Jupiter-achtige planeten.” Voor de vorming van rotsachtige planeten, zoals de aarde, blijft er vervolgens nog genoeg materiaal over.

    • Eddy Echternach