Astronomen hebben een reusachtige exoplaneet ontdekt – drie tot tien keer zo groot als Jupiter – die zich schuilhoudt in de schijf van gas en stof rond een jonge ster. Eerdere waarnemingen van deze ster, MP Mus genaamd, suggereerden dat er geen planeten omheen cirkelden. Maar nieuw onderzoek, gebaseerd op waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en gegevens van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia, wijzen erop dat de ster toch niet zo eenzaam is (Nature Astronomy, 14 juli).
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Álvaro Ribas van de Universiteit van Cambridge (VK), heeft een grote gasreus ontdekt in de protoplanetaire schijf rond MP Mus: de pannenkoekvormige wolk van gas, stof en ijs waarin zich planeten kunnen vormen.
Door te onderzoeken hoe zich planeten vormen in de protoplanetaire schijven rond jonge sterren, kunnen astronomen meer te weten komen over hoe ons eigen zonnestelsel is ontstaan. Via een proces dat kernaccretie wordt genoemd, zorgt de zwaartekracht ervoor dat deeltjes in zo’n schijf aan elkaar kleven en uiteindelijk grotere vaste lichamen vormen, zoals planetoïden of planeten. Als zich jonge planeten vormen, vegen ze als een soort ‘stofzuigers’ een gordel in de schijf schoon.
Het opsporen van deze jonge planeten is echter een enorme uitdaging vanwege het verhullende gas en stof in de schijf. Tot nu toe zijn er slechts drie betrouwbare detecties van jonge planeten in een protoplanetaire schijf gedaan.
Ribas nam de protoplanetaire schijf rond MP Mus (ook bekend als PDS 66) voor het eerst waar in 2023. De resultaten toonden een ogenschijnlijk eenzame jonge ster, omringd door een volkomen egale schijf van gas en stof waarin zich geen planeten hadden gevormd.
‘Onze eerdere waarnemingen lieten een saaie, platte schijf zien’, zegt Ribas. ‘Maar dit leek ons vreemd, omdat deze schijf tussen de zeven en tien miljoen jaar oud is. In een schijf van die leeftijd zouden we sporen van planeetvorming verwachten.’
Daarom hebben Ribas en zijn collega’s uit Duitsland, Chili en Frankrijk MP Mus een tweede kans gegeven. Met behulp van ALMA hebben ze de ster opnieuw waargenomen, maar ditmaal op langere golflengten, waardoor ze dieper in de schijf konden kijken.
De nieuwe waarnemingen brachten een holte dicht bij de ster aan het licht en twee lege gordels verder daarvandaan, die bij de eerdere waarnemingen niet te zien waren. Dit wijst erop dat MP Mus toch gezelschap heeft.
Tegelijkertijd vond Miguel Vioque, onderzoeker bij de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) een ander stukje van de puzzel. Met behulp van gegevens van ruimtetelescoop Gaia ontdekte hij dat MP Mus een schommelbeweging vertoont. Op basis van een combinatie van Gaia- en ALMA-waarnemingen en computermodellen zeggen de onderzoekers dat de schommelbeweging waarschijnlijk wordt veroorzaakt door een gasreus met minder dan tien keer de massa van Jupiter, die op een afstand van één tot driemaal de afstand zon-aarde rond zijn ster draait.
Het is voor het eerst dat in een protoplanetaire schijf op deze indirecte manier een planeet is ontdekt, dat wil zeggen: door nauwkeurige Gaia-gegevens van sterbewegingen te combineren met detailrijke waarnemingen van de schijf. Het betekent ook dat in andere protoplanetaire schijven mogelijk nog veel meer verborgen planeten op ontdekking wachten. (EE)
Astronomers find a giant hiding in the ‘fog’ around a young star