Onderzoekers die ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) gebruikten, vonden een kleine stofconcentratie in de schijf rond TW Hydrae, de dichtstbijzijnde jonge ster. Het is zeer goed mogelijk dat een planeet in deze concentratie groeit of op het punt staat te worden gevormd. Dit is de eerste keer dat de exacte plaats waar koude materialen het zaad van een planeet vormen, is vastgesteld in de schijf rond een jonge ster.

De jonge ster TW Hydrae, op 194 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Hydra, is de dichtstbijzijnde ster waaromheen planeten zich kunnen vormen. De omringende stofschijf is het beste doelwit om het proces van planeetvorming te bestuderen.

Eerdere ALMA-waarnemingen lieten zien dat de schijf is samengesteld uit concentrische ringen. Nutsvoorzieningen, nieuwe ALMA-waarnemingen met een hogere gevoeligheid onthulden een voorheen onbekende kleine klomp in de planeetvormende schijf. De klomp is langwerpig in de richting van de schijfrotatie, met een breedte die ongeveer gelijk is aan de afstand tussen de zon en de aarde, en een lengte van ongeveer vier en een half keer dat.

"De ware aard van de klomp is nog steeds niet duidelijk, ", zegt Takashi Tsukagoshi van het National Astronomical Observatory of Japan en de hoofdauteur van het onderzoeksartikel. "Het zou een 'circumplanetaire' schijf kunnen zijn die een jonge planeet ter grootte van Neptunus voedt. Of het kan zijn dat wervelend gas de stofdeeltjes opraapt."

Planeten vormen zich in schijven van gas en stof rond jonge sterren. Micrometergrote stofdeeltjes kleven aan elkaar om uit te groeien tot grotere korrels, rotsen, en tenslotte een planeet. Theoretische studies voorspellen dat een jonge planeet wordt omgeven door een 'circumplanetaire' schijf, een kleine structuur binnen de grotere stofschijf rond de ster. De planeet verzamelt materiaal via deze circumplanetaire schijf. Het is belangrijk om zo'n circumplanetaire schijf te vinden om de laatste fase van planeetgroei te begrijpen.

Koud stof en gas in de schijven rond jonge sterren zijn in zichtbaar licht moeilijk te zien, maar ze zenden radiogolven uit. Met zijn hoge gevoeligheid en resolutie voor dergelijke radiogolven, ALMA is een van de krachtigste instrumenten om het ontstaan ​​van planeten te bestuderen.

Echter, de helderheid en langwerpige vorm van de structuur die door ALMA wordt onthuld, komen niet precies overeen met de theoretische voorspellingen voor planetaire schijven. Het kan een gasvortex zijn, die zich naar verwachting ook hier en daar rond een jonge ster zullen vormen. Het vinden van slechts een enkele stofklont op dit moment is ook in strijd met theoretische studies. Het onderzoeksteam kon dus geen definitief antwoord krijgen over de aard van de stoffige klomp.

"Hoewel we geen solide conclusie hebben, " zegt Tsukagoshi, "Het aanwijzen van de exacte plaats van planeetvorming is zeer waardevol voor ons. Vervolgens zullen we ALMA-beelden met een nog hogere resolutie verkrijgen om de temperatuurverdeling in de klomp te onthullen om te zoeken naar hints van een planeet binnenin. We zijn ook van plan om het te observeren met de Subaru Telescoop in infrarood om te zien of er heet gas rond een potentiële planeet is."

Deze waarnemingsresultaten werden gepubliceerd als T. Tsukagoshi et al. "Ontdekking van een au-schaal overmaat in millimeteremissie van de protoplanetaire schijf rond TW Hya" in de Astrofysische journaalbrieven op 10 juni, 2019.