Bouwstenen reuzenplaneten nog in eindstadium stervorming

Hubble-opname van HD 141569A toont de verdeling van het stof en het gat in het midden. De inzet toont de waargenomen CO-emissielijn bij een golflengte van 0,8 mm, en de uitkomst van het computermodel (M.Clampin, NASA en W.Dent, JCMT)
Hubble-opname van HD 141569A toont de verdeling van het stof en het gat in het midden. De inzet toont de waargenomen CO-emissielijn bij een golflengte van 0,8 mm, en de uitkomst van het computermodel (M.Clampin, NASA en W.Dent, JCMT)
De bouwstenen van reuzenplaneten blijken nog in het eindstadium van protoplanetaire schijven aanwezig te zijn. De Leidse sterrenkundige Bastiaan Jonkheid heeft met computermodellen aangetoond dat uit het gat in de stofschijf rond een jonge ster nog wel degelijk een grote planeet kan worden gevormd aangezien er alleen een gat in de stofverdeling, en niet in de gasverdeling blijkt te zijn. Jonkheids bevindingen worden binnenkort gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. Hij promoveert op dit onderzoek op 28 juni 2006.

Planeten worden gevormd in schijven van stof en gas rond jonge sterren. Deze schijven worden meestal waargenomen door straling van de stofdeeltjes. Het gas, dat 99% van de massa uitmaakt, is echter veel moeilijker te zien. Aangezien de vorming van planeten (en dan in het bijzonder reuzenplaneten als Jupiter) wordt gecontroleerd door het gas, is het relevant om de massa en verdeling van dit gas te achterhalen. In zijn proefschrift ‘Chemistry in evolving protoplanetary disks’ toont Jonkheid met behulp van chemische modellen aan dat protoplanetaire schijven tot in een laat evolutionair stadium gas vasthouden.




Jonkheid heeft een Hubble-opname van HD 141569A bestudeerd, een jonge ster die staat in het sterrenbeeld Weegschaal op een afstand van 300 lichtjaar. De veronderstelling was tot nu toe dat het ‘gat’ in de stofschijf wordt veroorzaakt doordat een Jupiter-achtige planeet het stof en gas uit dat gebied ‘ opveegt’.

Uit computerberekeningen en vergelijkingen met waarnemingen van het koolmonoxide-molecuul met de James Clark Maxwell Telescoop op Hawaii, blijkt dat het stof wel, maar het gas niet verdwenen is. De totale hoeveelheid gas blijkt zelfs nog net voldoende te zijn voor de vorming van een planeet als Saturnus.

Jonkheids promotor Ewine van Dishoeck noemt het resultaat “verrassend”. “Dit is de eerste keer dat zo duidelijk wordt aangetoond dat de verdeling van gas en stof in de schijf niet identiek is. Deze schijf is duidelijk in de kritieke bouwfase van planeten; binnen een miljoen jaar zal blijken of het al dan niet gelukt is”, aldus Van Dishoeck.

Engelstalige preprint