Nieuwe foto toont geboorte van een planeet

In de dichte schijf van gas en stof rond de jonge ster AB Aurigae is een opvallende ‘knik’ ontdekt. Volgens een team van astronomen onder leiding van Anthony Boccaletti van de PSL Universiteit in Parijs zou op die plek weleens een planeet geboren kunnen worden. Ze voelen zich gesterkt door modelberekeningen die het bestaan van zulke knikken ‘voorspellen’.

AB Aurigae staat op een afstand van 520 lichtjaar in het sterrenbeeld Auriga (Voerman). De ster maakt deel uit van een omvangrijke wolk van moleculair gas waarin zich honderden sterren hebben gevormd. Naar astronomische maatstaven zijn de sterren erg jong: ze zijn hooguit enkele miljoenen jaren geleden geboren.

Sommige ervan zijn omgeven door een schijf van gas en stof, waarin door samenklontering planeten kunnen ontstaan. Dat proces speelt zich vooral af in de eerste paar miljoen jaar in het bestaan van een ster.

Ook bij AB Aurigae is, in 2017, zo’n protoplanetaire schijf ontdekt. Dat gebeurde aan de hand van beelden die met ALMA – een grote opstelling van radiotelescopen in het noorden van Chili – waren gemaakt. De ALMA-beelden waren echter niet scherp genoeg om te kunnen zien wat zich precies in deze schijf afspeelt.

Very Large Telescope

Nieuwe opnamen, gemaakt met een geavanceerde camera van de Europese Very Large Telescope, hebben daar nu verandering in gebracht. De camera, Sphere geheten, is ontwikkeld om in te zoomen op de planetenstelsels van sterren.

De opnamen tonen een intrigerend spiraalpatroon, dat op zich al een aanwijzing kan zijn dat zich een of meer planeten aan het vormen zijn in de schijf. Het patroon bestaat uit zogeheten dichtheidsgolven, gebieden van hogere en lagere dichtheid die ontstaan door de zwaartekrachtsinteractie tussen de protoplanetaire schijf en de planeet die zich daarin aan het vormen is. Deze interactie is enigszins vergelijkbaar met de beroering die de boeggolf van een boot in het wateroppervlak van een meer veroorzaakt. Door de draaiing van de planeet om zijn ster krijgt deze golf een spiraalpatroon.

In het relatief lege, donkere hart van dit patroon zijn twee armen te zien die elkaar kruisen bij een S-vormige knik. De ene spiraalt vanuit het kruispunt naar binnen, de andere naar buiten. Deze structuren laten zich opvallend realistisch reproduceren met behulp van computermodellen die de zwaartekrachtsinteractie tussen schijf en planeet-in-wording nabootsen. De beide spiraalpatronen vormen als het ware de ‘navelstrengen’ die gas en stof naar de planeet leiden.

Door de nieuwe opnamen te vergelijken met de vier jaar oudere ALMA-beelden hebben Boccaletti en zijn team kunnen vaststellen dat de vermoedelijke planeet een stukje is opgeschoven in zijn omloopbaan. Hij draait op een afstand van ongeveer 4,5 miljard kilometer om zijn ster – ruwweg de afstand tussen onze zon en de planeet Neptunus.

In hun in Astronomy & Astrophysics verschenen onderzoeksverslag geven de astronomen ook een schatting voor de massa van de planeet. Deze zou minstens viermaal zo groot zijn als die van Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel.