Met behulp van de krachtigste reeks radiotelescopen van de aarde, astronomen hebben de eerste waarnemingen gedaan van een omplanetaire schijf van gas en stof, zoals de schijf waarvan wordt aangenomen dat hij de manen van Jupiter heeft voortgebracht.

Het vinden, vandaag online gemeld in Astrofysische journaalbrieven , draagt ​​bij aan het intrigerende verhaal van planeet PDS 70 c, een nog steeds vormende gasreus op ongeveer 370 lichtjaar van de aarde die vorige maand voor het eerst werd onthuld in zichtbaar lichtbeelden.

Met behulp van de enorme 66-antenne Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, De astronoom Andrea Isella van de Rice University en collega's verzamelden millimetergolfradiosignalen die de aanwezigheid van stofkorrels door het hele sterrenstelsel onthulden, waar PDS 70 c en zijn zusterplaneet, PDS 70b, vormen zich nog steeds.

"Planeten ontstaan ​​uit schijven van gas en stof rond nieuw gevormde sterren, en als een planeet groot genoeg is, het kan zijn eigen schijf vormen terwijl het materiaal verzamelt in zijn baan rond de ster, "Zei Isella. "Jupiter en zijn manen zijn een klein planetair systeem binnen ons zonnestelsel, bijvoorbeeld, en men gelooft dat de manen van Jupiter zijn gevormd uit een cirkelvormige schijf toen Jupiter nog heel jong was."

Maar de meeste modellen van planeetvorming laten zien dat circumplanetaire schijven binnen ongeveer 10 miljoen jaar verdwijnen, wat betekent dat er al meer dan 4 miljard jaar geen planetaire schijven in ons zonnestelsel bestaan. Om ze ergens anders te zoeken en observatiebewijs te verzamelen om theorieën over planeetvorming te testen, Isella en collega's zoeken naar zeer jonge sterrenstelsels waar ze schijven en de planeten die zich daarbinnen nog vormen direct kunnen waarnemen. In de nieuwe studie Isella en collega's analyseerden de waarnemingen van ALMA in 2017.

"Er zijn een handvol kandidaat-planeten gedetecteerd in schijven, maar dit is een heel nieuw gebied, en ze zijn allemaal nog steeds besproken, " zei Isella. "(PDS 70 b en PDS 70 c) behoren tot de meest robuuste omdat er onafhankelijke waarnemingen zijn geweest met verschillende instrumenten en technieken."

PDS 70 is een dwergster met ongeveer driekwart van de massa van de zon. Beide planeten zijn 5-10 keer groter dan Jupiter, en de binnenste, PDS 70b, draait in een baan rond de 1,8 miljard mijl van de ster, ongeveer de afstand van de zon tot Uranus. PDS 70 c is een miljard mijl verder weg, in een baan ter grootte van die van Neptunus.

PDS 70 b werd voor het eerst onthuld in 2018 in infraroodlichtbeelden van een planeetjachtinstrument genaamd SPHERE van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory. In juni, astronomen gebruikten een ander VLT-instrument, MUSE genaamd, om een ​​zichtbare golflengte van licht te observeren die bekend staat als H-alpha, die wordt uitgestoten wanneer waterstof op een ster of planeet valt en geïoniseerd wordt.

"H-alpha geeft ons meer vertrouwen dat dit planeten zijn, omdat het suggereert dat ze nog steeds gas en stof aanzuigen en groeien, ' zei Isella.

De waarnemingen van de millimetergolflengte van ALMA leveren nog meer bewijs.

"Het is complementair aan de optische gegevens en biedt een volledig onafhankelijke bevestiging dat er iets is, " hij zei.

Isella zei dat directe observatie van planeten met circumplanetaire schijven astronomen in staat zou kunnen stellen theorieën over planeetvorming te testen.

"Er is veel dat we niet begrijpen over hoe planeten ontstaan, en we hebben nu eindelijk de instrumenten om directe waarnemingen te doen en beginnen met het beantwoorden van vragen over hoe ons zonnestelsel is gevormd en hoe andere planeten zich zouden kunnen vormen."

Isella is een assistent-professor natuurkunde en astronomie en van de aarde, milieu- en planetaire wetenschappen bij Rice en een mede-onderzoeker van de op Rice gebaseerde, NASA-gefinancierd CLEVER Planets-project.