Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), de protoplanetaire schijven rond tientallen nabije jonge sterren onderzocht. De resultaten laten zien dat de gas- en stofcomponenten van de schijven in verschillend tempo evolueren. De waarnemingen zijn gedaan in het kader van het grote ALMA-onderzoeksprogramma AGE-PRO, wat staat voor ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (Astrophysical Journal, 13 juni).
Een protoplanetaire schijf bestaat uit materiaal dat rond een ‘pasgeboren’ ster is achtergebleven. De hoeveelheid gas en stof in zo’n schijf is bepalend voor het soort planeten dat zich daarin kan vormen. Bij eerdere waarnemingen met ALMA was al gekeken naar de evolutie van het stof in deze schijven, bij AGE-PRO ging de aandacht uit naar de evolutie van het gas. De levensduur van het gas bepaalt hoe snel stofdeeltjes kunnen samenklonteren tot een object ter grootte van een planetoïde en uiteindelijk tot een planeet.
Bij het onderzoek zijn dertig protoplanetaire schijven van verschillende leeftijden waargenomen, uiteenlopend van minder dan één miljoen jaar tot meer dan vijf miljoen jaar. De betreffende schijven maken deel uit van stervormingsgebieden in de sterrenbeelden Slangendrager, Wolf en Schorpioen.
Een van de verrassende conclusies van het onderzoek is dat gas en stof in verschillend tempo wordt verbruikt naarmate een protoplanetaire schijf ouder wordt. Anders dan het stof, dat de neiging heeft om gedurende lange tijd in de schijf te blijven, verspreidt het gas zich relatief snel, maar dit proces vertraagt naarmate de schijf ouder wordt. Met andere woorden: planeet-vormende schijven blazen meer gas weg als ze jong zijn. Dit zou betekenen dat gasvormige planeten van het soort Jupiter minder tijd hebben om zich te vormen dan rotsachtige planeten.
Een andere ontdekking is dat de massaverhouding tussen gas en stof voor schijven van verschillende afmetingen min of meer gelijk is, terwijl eerder onderzoek aangaf dat kleinere schijven hun gas sneller afstoten. (EE)
ALMA Reveals Lives of Planet-Forming Disks