(Phys.org) — Astronomen hebben onlangs nieuwe resultaten gepresenteerd van waarnemingen van een nabijgelegen planetenstelsel dat bekend staat als 61 Virginis (oftewel 61 Vir). De waarnemingen waren gericht op het onderzoeken van de puinschijf van het systeem, die veel aanwijzingen zou kunnen bevatten voor de aard van planetaire vorming buiten ons zonnestelsel. De studie is beschikbaar in een paper die op 4 mei is gepubliceerd in de pre-print repository van arXiv.

61 Vir is een G-type, 4,6 miljard jaar oude hoofdreeksster ongeveer zo groot als onze zon, op ongeveer 28 lichtjaar afstand. Het is bekend dat de ster draait rond ten minste drie planeten die vijf zijn, 18 en 23 keer massiever dan de aarde. Een van de meest intrigerende kenmerken van dit systeem is een puinschijf die zich uitstrekt van 30 tot minstens 100 AU vanaf de ster.

Puinschijven zijn wolken van planetesimalen en stof die in banen rond veel sterren worden gevonden. Het bestuderen van dergelijke schijven zou ons begrip over planeetvorming en de migratiegeschiedenis van planeten in planetaire systemen kunnen verbeteren. Met dit doel voor ogen, een team van astronomen onder leiding van Sebastian Marino van de Universiteit van Cambridge in het VK, heeft waarnemingen gedaan van de puinschijf van 61 Vir met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. Deze waarnemingen werden aangevuld met gegevens van de Submillimeter Common-User Bolometer Array 2 (SCUBA2), geïnstalleerd in de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) van het Mauna Kea Observatorium in Hawaï.

"In deze krant, presenteren we de eerste waarnemingen van 61 Vir met ALMA op 0,86 mm, verkregen met het doel om zijn puinschijf te bestuderen om de locatie van de bovenliggende planetesimalen te onthullen, en leg beperkingen op de aanwezigheid van planeten op grote afstanden die de massaverdeling in de schijf kunnen vormen. (…) Om de beste schijfbeperkingen te verkrijgen, in onze analyse combineren we nieuwe ALMA-band 7-waarnemingen en nieuwe gegevens op 0,85 mm van SCUBA2 geïnstalleerd op JCMT, dus, het opnemen van informatie van kleine en grote hoekschaalstructuur, ’ schreven de onderzoekers in de krant.

De nieuwe studie onthult dat de puinschijf groter is dan eerder werd gedacht. Marino's team ontdekte dat het zich uitstrekt van 30 tot minstens 150 AU. Gecombineerde ALMA- en SCUBA2/JMCT-waarnemingen laten ook zien dat bij 0,86 mm de totale schijfemissie ongeveer 3,7 mJy is en dat de schijf een oppervlaktedichtheidsverdeling heeft van millimetergrote korrels met een machtswethelling van ongeveer 0,1.

Bovendien, de onderzoekers gaan ervan uit dat een nog onzichtbare vierde planeet ergens in het systeem op de loer ligt tussen 61 Vir d op 0,5 AU en de binnenrand van de schijf. Ze beweren dat als de schijf bij 150 AU werd bewogen door een extra planeet, die ongeziene buitenaardse wereld zou een massa van minstens 10 aardmassa's moeten hebben en zijn gastheer op een afstand tussen 10 en 20 AU moeten cirkelen.

"We ontdekten dat om de schijf tot 150 AU te krijgen, de planeet moet zwaarder zijn dan 10 aardmassa's en een halve lange as tussen 10 en 20 AU als het een excentriciteit heeft die lager is dan 0,1. Anders, voor hogere excentriciteiten, het kan een lagere massa hebben en een halve lange as tussen 4 en 20 AU, ’ concludeerde het team.

© 2017 Fys.org