science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Planeten opnieuw maken na sterdood

Gegevens bij een golflengte van 0,45 mm, gecombineerd van SCUBA en SCUBA-2, in een afbeelding in valse kleuren. De Geminga-pulsar (binnen de zwarte cirkel) beweegt naar linksboven, en de oranje gestippelde boog en cilinder tonen de 'boeggolf' en een 'kielzog'. Het getoonde gebied is 1,3 lichtjaar in doorsnede; de boeggolf strekt zich waarschijnlijk verder achter Geminga uit, maar SCUBA bracht alleen de 0,4 lichtjaar in het centrum in beeld. Krediet:Jane Greaves / JCMT / EAO

Astronomen Dr. Jane Greaves, van de Universiteit van Cardiff, en Dr Wayne Holland, van het UK Astronomy Technology Centre in Edinburgh, heeft mogelijk een antwoord gevonden op het 25 jaar oude mysterie van hoe planeten ontstaan ​​in de nasleep van een supernova-explosie. De twee onderzoekers presenteren hun werk op donderdag 6 juli tijdens de National Astronomy Meeting aan de University of Hull, en in een paper in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De eerste planeten buiten het zonnestelsel werden 25 jaar geleden ontdekt - niet rond een normale ster zoals onze zon, maar in plaats daarvan in een baan om een ​​kleine, superdichte 'neutronenster'. Deze overblijfselen zijn overgebleven na een supernova, de titanische explosie van een ster die vele malen zwaarder is dan de onze.

Dergelijke 'planeten in het donker' zijn ongelooflijk zeldzaam gebleken, en astronomen zijn verbaasd over waar ze vandaan komen. De supernova-explosie zou alle reeds bestaande planeten moeten vernietigen, en dus moet de neutronenster meer grondstoffen opvangen om zijn nieuwe metgezellen te vormen. Deze planeten na de dood kunnen worden gedetecteerd omdat hun aantrekkingskracht de aankomsttijden van radiopulsen van de neutronenster verandert, of 'pulsar', die ons anders zeer regelmatig passeren.

Greaves en Holland geloven dat ze een manier hebben gevonden om dit te laten gebeuren. Greaves legt uit:"We begonnen al snel na de aankondiging van de pulsarplaneten naar de grondstoffen te zoeken. We hadden één doel, de Geminga-pulsar op 800 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Tweelingen. Astronomen dachten dat ze daar in 1997 een planeet hadden gevonden, maar later verdisconteerd vanwege storingen in de timing. Dus het was veel later toen ik onze schaarse gegevens doornam en probeerde een afbeelding te maken."

De twee wetenschappers observeerden Geminga met behulp van de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), die werkt op submillimetergolflengten, gelegen op Hawaï. Het licht dat de astronomen hebben gedetecteerd heeft een golflengte van ongeveer een halve millimeter, is onzichtbaar voor het menselijk oog, en worstelt om door de atmosfeer van de aarde te komen.

Schets van de nevel gevormd door een wind van elektronen en positronen afkomstig van de pulsar, en de interactie met interstellair gas. Geminga stak het vlak van de Melkweg over (rechtsonder) rond 100, 000 jaar geleden. Men denkt dat de supernova-explosie niet symmetrisch was, waardoor het overblijfsel terugdeinst met ongeveer 200 km per seconde van zijn geboorteplaats. Krediet:Jane Greaves / Universiteit van Cardiff

Holland, een deel van de groep die de JCMT-camera bouwde die het team gebruikte - genaamd 'SCUBA' - merkt op:"Wat we zagen was erg vaag. Om zeker te zijn, we gingen er in 2013 op terug met de nieuwe camera die ons in Edinburgh gevestigde team had gebouwd, SCUBA-2, die we ook op JCMT zetten. Door de twee sets gegevens te combineren, konden we ervoor zorgen dat we niet alleen wat vage artefacten zagen."

Beide beelden toonden een signaal richting de pulsar, plus een boog eromheen. Greaves voegt toe:"Dit lijkt op een boeggolf - Geminga beweegt ongelooflijk snel door onze Melkweg, veel sneller dan de geluidssnelheid in interstellair gas. We denken dat materiaal verstrikt raakt in de boeggolf, en dan drijven enkele vaste deeltjes in de richting van de pulsar."

Haar berekeningen suggereren dat dit ingesloten interstellaire 'gruis' minstens een paar keer de massa van de aarde is. Dus de grondstoffen kunnen genoeg zijn om toekomstige planeten te maken.

Greaves waarschuwt dat er nog steeds meer gegevens nodig zijn om deze kwart eeuw oude puzzel aan te pakken:"Ons beeld is nogal wazig, daarom hebben we tijd aangevraagd voor de internationale Atacama Large Millimeter Array - ALMA - om meer details te krijgen. We hopen zeker dit ruimtegruis mooi rond de pulsar te zien cirkelen, in plaats van een verre klodder Galactische achtergrond!"

Als ALMA-gegevens hun nieuwe model voor Geminga bevestigen, het team hoopt een aantal vergelijkbare pulsarsystemen te verkennen, en bijdragen aan het testen van ideeën over planeetvorming door het te zien gebeuren in exotische omgevingen. Dit zal gewicht toevoegen aan het idee dat de geboorte van een planeet gemeengoed is in het universum.