Astronomen die een van de meest geavanceerde radiotelescopen gebruiken, hebben een zeldzaam molecuul ontdekt in de stof- en gasschijf rond een jonge ster - en het kan een antwoord bieden op een van de raadsels waarmee astronomen worden geconfronteerd.

De ster, genaamd HD 163296, bevindt zich op 330 lichtjaar van de aarde en is in de afgelopen zes miljoen jaar gevormd.

Het is omgeven door een schijf van stof en gas, een zogenaamde protoplanetaire schijf. In deze schijven worden jonge planeten geboren. Met behulp van een radiotelescoop in de Atacama-woestijn in Chili, onderzoekers konden een extreem zwak signaal detecteren dat het bestaan ​​van een zeldzame vorm van koolmonoxide aantoonde, bekend als een isotopoloog ( ¹³ C ¹⁷ O).

De detectie heeft een internationale samenwerking van wetenschappers mogelijk gemaakt, geleid door de Universiteit van Leeds, om de massa van het gas in de schijf nauwkeuriger dan ooit te meten. De resultaten laten zien dat de schijf veel zwaarder is - of 'massief' - dan eerder werd gedacht.

Alice Booth, een doctoraat onderzoeker in Leeds die de studie leidde, zei:"Onze nieuwe waarnemingen toonden aan dat er tussen de twee en zes keer meer massa in de schijf verborgen zat dan eerdere waarnemingen konden meten.

"Dit is een belangrijke bevinding in termen van de geboorte van planetaire systemen in schijven - als ze meer gas bevatten, dan hebben ze meer bouwmateriaal om meer massieve planeten te vormen."

De studie—De eerste detectie van ¹³ C ¹⁷ O in een protoplanetaire schijf:een robuuste tracer van schijfgasmassa - wordt vandaag gepubliceerd in Astrofysische journaalbrieven .

De conclusies van de wetenschappers zijn goed getimed. Recente waarnemingen van protoplanetaire schijven hebben astronomen verbijsterd omdat ze niet genoeg gas en stof leken te bevatten om de waargenomen planeten te creëren.

Dr. John Ilee, een onderzoeker in Leeds die ook bij het onderzoek betrokken was, toegevoegd:"De discrepantie tussen schijf en exoplaneet roept serieuze vragen op over hoe en wanneer planeten worden gevormd. als andere schijven vergelijkbare hoeveelheden massa verbergen als HD 163296, dan hebben we hun massa misschien tot nu toe gewoon onderschat."

"We kunnen schijfmassa's meten door te kijken hoeveel licht wordt afgegeven door moleculen zoals koolmonoxide. Als de schijven voldoende dicht zijn, dan kunnen ze het licht blokkeren dat wordt afgegeven door meer algemene vormen van koolmonoxide - en dat zou ertoe kunnen leiden dat wetenschappers de massa van het aanwezige gas onderschatten.

"Deze studie heeft een techniek gebruikt om de veel zeldzamere ¹³ C ¹⁷ O molecuul - en dat stelt ons in staat om diep in de schijf te kijken en een voorheen verborgen gasreservoir te vinden."

De onderzoekers maakten gebruik van een van de meest geavanceerde radiotelescopen ter wereld - de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) - hoog in de Atacama-woestijn.

ALMA kan licht waarnemen dat met het blote oog onzichtbaar is, waardoor astronomen kunnen zien wat bekend staat als het 'koude heelal' - die delen van de ruimte die niet zichtbaar zijn met optische telescopen.

Booth zei:"Ons werk toont de verbazingwekkende bijdrage die ALMA levert aan ons begrip van het heelal. Het helpt ons een nauwkeuriger beeld te krijgen van de fysica die leidt tot de vorming van nieuwe planeten. Dit helpt ons natuurlijk te begrijpen hoe het zonnestelsel Systeem en aarde zijn ontstaan."

De onderzoekers plannen al de volgende stappen in hun werk.

Booth voegde toe:"We vermoeden dat ALMA ons in staat zal stellen deze zeldzame vorm van CO in veel andere schijven waar te nemen. we kunnen hun massa nauwkeuriger meten, en bepalen of wetenschappers systematisch hebben onderschat hoeveel materie ze bevatten."