Planeetvormende omgevingen kunnen veel complexer en chaotischer zijn dan eerder werd verwacht. Dit blijkt uit een nieuwe afbeelding van de ster RU Lup, gemaakt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

alle planeten, inclusief die in ons zonnestelsel, worden geboren in schijven van gas en stof rond sterren, zogenaamde protoplanetaire schijven. Dankzij ALMA hebben we verbluffende beelden met hoge resolutie van veel van deze planeetfabrieken, met stofschijven met meerdere ringen en gaten die wijzen op de aanwezigheid van opkomende planeten. De bekendste voorbeelden hiervan zijn HL Tau en TW Hydrae.

Maar schijven zijn niet per se zo netjes gerangschikt als deze eerste stofwaarnemingen suggereren. Een nieuw ALMA-beeld van RU Lup, een jonge veranderlijke ster in het sterrenbeeld Lupus, onthulde een gigantische set spiraalarmen gemaakt van gas, die veel verder reikt dan zijn meer bekende stofschijf. Deze spiraalstructuur - die lijkt op een 'mini-sterrenstelsel' - strekt zich uit tot bijna 1000 astronomische eenheden (au) vanaf de ster, veel verder weg dan de compacte stofschijf die zich uitstrekt tot ongeveer 60 au.

Eerdere waarnemingen van RU Lup met ALMA, die deel uitmaakten van de Disk Substructures bij High Angular Resolution Project (DSHARP), onthulde al tekenen van voortgaande planeetvorming, gesuggereerd door de stofgaten in zijn protoplanetaire schijf. "Maar we zagen ook enkele vage koolstofmonoxide (CO) gasstructuren die zich buiten de schijf uitstrekten. Daarom besloten we de schijf rond de ster opnieuw te observeren, deze keer gericht op het gas in plaats van op het stof, " zei Jane Huang van het Centrum voor Astrofysica, Harvard &Smithsonian (CfA) en hoofdauteur van een artikel dat vandaag is gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift .

Protoplanetaire schijven bevatten veel meer gas dan stof. Hoewel stof nodig is om de kernen van planeten te verzamelen, gas creëert hun atmosfeer.

In recente jaren, Waarnemingen met hoge resolutie van stofstructuren hebben een revolutie teweeggebracht in ons begrip van planeetvorming. Echter, dit nieuwe beeld van het gas geeft aan dat het huidige beeld van planeetvorming nog steeds te simplistisch is en dat het misschien veel chaotischer is dan eerder werd afgeleid uit de bekende beelden van keurig concentrische ringen met schijven

"Het feit dat we deze spiraalstructuur in het gas hebben waargenomen na een langere observatie, suggereert dat we waarschijnlijk niet de volledige diversiteit en complexiteit van planeetvormende omgevingen hebben gezien. We hebben misschien veel van de gasstructuren in andere schijven gemist, " voegde Huang eraan toe.

Huang en haar team suggereren verschillende scenario's die mogelijk kunnen verklaren waarom de spiraalarmen rond RU Lup verschenen. Misschien bezwijkt de schijf onder zijn eigen zwaartekracht, omdat het zo massaal is. Of misschien heeft RU Lup interactie met een andere ster. Een andere mogelijkheid is dat de schijf in wisselwerking staat met zijn omgeving, aangroeiend interstellair materiaal langs de spiraalarmen.

"Geen van deze scenario's verklaart volledig wat we hebben waargenomen, "Zei teamlid Sean Andrews van CfA. "Er kunnen onbekende processen plaatsvinden tijdens planeetvorming waar we nog geen rekening mee hebben gehouden in onze modellen. We zullen alleen ontdekken wat ze zijn als we andere schijven vinden die op RU Lup lijken."