Nieuw onderzoek onder leiding van een astronoom van de Universiteit van Warwick heeft het eerste bevestigde voorbeeld gevonden van een dubbelstersysteem dat zijn omringende schijf heeft omgedraaid naar een positie die over het baanvlak van die sterren springt. Het internationale team van astronomen gebruikte de Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) om beelden met hoge resolutie te maken van de schijf ter grootte van de asteroïdengordel.

Het totale systeem biedt de ongewone aanblik van een dikke hoepel van gas en stof die haaks op de baan van de dubbelster cirkelt. Tot nu toe bestond deze opzet alleen in de hoofden van theoretici, maar de ALMA-waarneming bewijst dat er polaire schijven van dit type bestaan, en kan zelfs relatief vaak voorkomen.

Het nieuwe onderzoek is vandaag (14 januari) gepubliceerd door Royal Society University Research Fellow Dr. Grant M. Kennedy van het Department of Physics and Center for Exoplanets and Habitability van de University of Warwick in Natuurastronomie in een artikel getiteld "Een circumbinaire protoplanetaire schijf in een polaire configuratie".

Dr. Grant M. Kennedy van de Universiteit van Warwick zei:

"Bij bijna alle jonge sterren zijn schijven te zien die rijk zijn aan gas en stof, en we weten dat minstens een derde van degenen die om enkele sterren draaien planeten vormen. Sommige van deze planeten raken uiteindelijk niet goed uitgelijnd met de draaiing van de ster, dus we vroegen ons af of iets soortgelijks mogelijk is voor planeten rond de cirkel. Een gril van de dynamiek betekent dat een zogenaamde polaire uitlijning mogelijk moet zijn, maar tot nu toe hadden we geen bewijs van niet goed uitgelijnde schijven waarin deze planeten zouden kunnen ontstaan."

Dr. Kennedy en zijn collega-onderzoekers gebruikten ALMA om de oriëntatie van de ring van gas en stof in het systeem vast te stellen. De baan van de binaire was eerder bekend, van waarnemingen die kwantificeerden hoe de sterren ten opzichte van elkaar bewegen. Door deze twee stukjes informatie te combineren, konden ze vaststellen dat de stofring consistent was met een perfect polaire baan. Dit betekent dat terwijl de stellaire banen om elkaar heen draaien in één vlak, als twee paarden die rondlopen op een draaimolen, de schijf omringt deze sterren loodrecht op hun banen, als een gigantisch reuzenrad met de carrousel in het midden.

Dr. Grant M. Kennedy van de Universiteit van Warwick voegde toe:

"Misschien het meest opwindende aan deze ontdekking is dat de schijf enkele van dezelfde handtekeningen vertoont die we toeschrijven aan stofgroei in schijven rond enkele sterren. We nemen aan dat dit betekent dat planeetvorming op zijn minst kan beginnen in deze polaire cirkelvormige schijven. de rest van het planeetvormingsproces kan plaatsvinden, er kan een hele populatie verkeerd uitgelijnde planeten rond de cirkel zijn die we nog moeten ontdekken, en dingen zoals rare seizoensvariaties om te overwegen."

Als er een planeet of planetoïde aanwezig was aan de binnenrand van de stofring, de ring zelf zou vanaf het oppervlak verschijnen als een brede band die bijna loodrecht vanaf de horizon oprijst. De polaire configuratie betekent dat de sterren in en uit het schijfvlak lijken te bewegen, objecten soms twee schaduwen geven. Seizoenen op planeten in dergelijke systemen zouden ook anders zijn. Op aarde variëren ze gedurende het jaar terwijl we om de zon draaien. Een polaire circumbinaire planeet zou seizoenen hebben die ook variëren naarmate verschillende breedtegraden meer of minder verlichting krijgen in de binaire baan.

Co-auteur Dr. Daniel Price van Monash University's Center for Astrophysics (MoCA) en School of Physics and Astronomy voegde toe:

"Vroeger dachten we dat andere zonnestelsels zich net als de onze zouden vormen, waarbij de planeten allemaal in dezelfde richting rond een enkele zon draaien. Maar met de nieuwe beelden zien we een wervelende schijf van gas en stof in een baan om twee sterren. Het was nogal verrassend om ook te ontdekken dat die schijf haaks op de baan van de twee sterren draait.

"Ongelooflijk, nog twee sterren werden gezien in een baan om die schijf. Dus als hier planeten zouden worden geboren, zouden er vier zonnen aan de hemel staan!

"ALMA is gewoon een fantastische telescoop, het leert ons zoveel over hoe planeten in andere zonnestelsels worden geboren."

Het onderzoek wordt ondersteund door de Monash Warwick Alliance, opgericht door de University of Warwick en Monash University in 2012 als een gedurfd en innovatief project om een ​​alliantie te ontwikkelen met een brede, schaal en impact die verder gaan dan de standaardpraktijk in de sector.