Astronomen hebben overtuigend bewijs gevonden dat planeten zich beginnen te vormen terwijl jonge sterren nog groeien. De afbeelding met hoge resolutie die is verkregen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) toont een jonge proto-stellaire schijf met meerdere gaten en stofringen. Dit nieuwe resultaat, net gepubliceerd in Natuur , toont het jongste en meest gedetailleerde voorbeeld van stofringen die fungeren als kosmische wiegen, waar de zaden van planeten zich vormen en vasthouden.

Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Dominique Segura-Cox van het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) in Duitsland richtte zich met het ALMA-radioobservatorium op de proto-ster IRS 63. Dit systeem bevindt zich op 470 lichtjaar van de aarde en bevindt zich diep in de dichte L1709 interstellaire wolk in het sterrenbeeld Ophiuchus. Protosterren zo jong als IRS 63 zijn nog steeds gewikkeld in een grote en massieve deken van gas en stof die een envelop wordt genoemd, en de proto-ster en schijf worden gevoed vanuit dit materiaalreservoir.

In systemen ouder dan 1 000, 000 jaar, nadat de protosterren het grootste deel van hun massa hebben verzameld, Er zijn eerder in grote aantallen stofringen waargenomen. IRS 63 is anders:bij minder dan 500, 000 jaar oud, het is minder dan de helft van de leeftijd van andere jonge sterren met stofringen en de proto-ster zal nog steeds aanzienlijk in massa groeien. "De ringen in de schijf rond IRS 63 zijn zo jong, " benadrukt Segura-Cox. "Vroeger dachten we dat sterren eerst volwassen werden en daarna de moeders waren van planeten die later kwamen. Maar nu zien we dat protosterren en planeten samen groeien en evolueren van vroeger, als broers en zussen."

Planeten worden tijdens hun vroegste stadia van vorming geconfronteerd met enkele ernstige obstakels. Ze moeten groeien uit kleine stofdeeltjes, kleiner dan huisstof hier op aarde. "De ringen in de schijf van IRS 63 zijn enorme ophopingen van stof, klaar om te combineren tot planeten, " merkt co-auteur Anika Schmiedeke op bij MPE. Echter, zelfs nadat het stof samenklontert om een ​​planeetembryo te vormen, de zich nog vormende planeet zou kunnen verdwijnen door naar binnen te spiraliseren en te worden verteerd door de centrale proto-ster. Als planeten zich al heel vroeg en op grote afstand van de protoster beginnen te vormen, ze kunnen dit proces beter overleven.

Het team van onderzoekers ontdekte dat er ongeveer 0,5 Jupiter-stofmassa's zijn in de jonge schijf van IRS 63 verder dan 20 au van het centrum (op een afstand vergelijkbaar met de baan van Uranus in ons zonnestelsel). Dat is niet het tellen van de hoeveelheid gas, die tot 100 keer meer materiaal zou kunnen toevoegen. Er is minstens 0,03 Jupiter-massa's vast materiaal nodig om een ​​planeetkern te vormen die efficiënt gas zal aangroeien en uitgroeien tot een gigantische gasplaneet. Teamlid Jaime Pineda van MPE voegt toe:"Deze resultaten laten zien dat we ons moeten concentreren op de jongste systemen om planeetvorming echt te begrijpen." Bijvoorbeeld, er is groeiend bewijs dat Jupiter mogelijk veel verder weg in het zonnestelsel is gevormd, voorbij de baan van Neptunus, en vervolgens naar binnen gemigreerd naar de huidige locatie. evenzo, het stof rond IRS 63 laat zien dat er voldoende materiaal is ver van de proto-ster en in een stadium dat jong genoeg is dat er een kans is voor deze zonnestelsel-analoog om planeten te vormen op de manier waarop Jupiter wordt vermoed te hebben gevormd.

"De grootte van de schijf lijkt erg op ons eigen zonnestelsel, Segura-Cox legt uit. "Zelfs de massa van de proto-ster is net iets minder dan die van onze zon. Het bestuderen van zulke jonge planeetvormende schijven rond protosterren kan ons belangrijke inzichten geven in onze eigen oorsprong."