Een internationaal team van astronomen heeft 15 opnamen gemaakt van de binnenste randen van planeetvormende schijven die zich honderden lichtjaren van ons vandaan bevinden. Deze schijven van stof en gas, vergelijkbaar in vorm met een muziekplaat, vormen rond jonge sterren. De beelden werpen nieuw licht op de vorming van planetenstelsels. Ze werden gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica .

Om te begrijpen hoe planetenstelsels, inclusief die van ons, vorm krijgen, je moet hun oorsprong bestuderen. Planeetvormende of protoplanetaire schijven worden gevormd in harmonie met de ster die ze omringen. De stofkorrels in de schijven kunnen uitgroeien tot grotere lichamen, wat uiteindelijk leidt tot de vorming van planeten. Rotsachtige planeten zoals de aarde worden verondersteld te worden gevormd in de binnenste regionen van protoplanetaire schijven, minder dan vijf astronomische eenheden (vijf keer de afstand aarde-zon) van de ster waaromheen de schijf is gevormd.

Voorafgaand aan deze nieuwe studie, verschillende foto's van deze schijven waren gemaakt met de grootste telescopen met één spiegel, maar deze kunnen hun fijnste details niet vastleggen. "Op deze foto's de gebieden dicht bij de ster, waar rotsachtige planeten ontstaan, worden bedekt door slechts enkele pixels, ", zegt hoofdauteur Jacques Kluska van de KU Leuven in België. "We moesten deze details visualiseren om patronen te kunnen identificeren die planeetvorming zouden kunnen verraden en om de eigenschappen van de schijven te karakteriseren." Dit vereiste een heel andere observatietechniek. "Ik ben heel blij dat we nu voor het eerst 15 van deze afbeeldingen hebben, ' zei Kluska.

Beeldreconstructie

Kluska en zijn collega's maakten de beelden bij de European Southern Observatory (ESO) in Chili met behulp van een techniek die infrarood-interferometrie wordt genoemd. Met behulp van ESO's PIONIER-instrument, ze combineerden het licht dat werd verzameld door vier telescopen van het Very Large Telescope-observatorium om de schijven in detail vast te leggen. Echter, deze techniek levert geen beeld op van de waargenomen bron. De details van de schijven moesten worden hersteld met een wiskundige reconstructietechniek. Deze techniek is vergelijkbaar met hoe het eerste beeld van een zwart gat werd vastgelegd. "We moesten het licht van de ster verwijderen, omdat het het detailniveau belemmerde dat we in de schijven konden zien, ' legt Kluska uit.

"Het onderscheiden van details op de schaal van de banen van rotsachtige planeten zoals de aarde of Jupiter (zoals je kunt zien in de afbeeldingen) - een fractie van de afstand aarde-zon - staat gelijk aan het kunnen zien van een mens op de maan, of om een ​​haar te onderscheiden op 10 km afstand, " merkt Jean-Philippe Berger van de Université Grenoble-Alpes op, die als hoofdonderzoeker de leiding had over het werk met het PIONIER-instrument. "Infrarood-interferometrie wordt steeds vaker gebruikt om de kleinste details van astronomische objecten bloot te leggen. Door deze techniek te combineren met geavanceerde wiskunde kunnen we de resultaten van deze waarnemingen eindelijk in beelden omzetten."

Onregelmatigheden

Sommige bevindingen vallen direct op uit de afbeeldingen. "Je kunt zien dat sommige plekken helderder of minder helder zijn, zoals in de afbeeldingen hierboven:dit verwijst naar processen die kunnen leiden tot planeetvorming. Er kunnen bijvoorbeeld instabiliteiten in de schijf zijn die kunnen leiden tot draaikolken waar de schijf korrels ruimtestof verzamelt die kunnen groeien en evolueren tot een planeet."

Het team zal aanvullend onderzoek doen om te achterhalen wat er achter deze onregelmatigheden kan zitten. Kluska zal ook nieuwe waarnemingen doen om nog meer details te krijgen en om direct getuige te zijn van planeetvorming in de gebieden binnen de schijven die dicht bij de ster liggen. Aanvullend, Kluska leidt een team dat is begonnen met het bestuderen van 11 schijven rond andere, oudere soorten sterren ook omgeven door stofschijven, omdat men denkt dat deze ook planeten kunnen laten ontkiemen.

De studie "A family portrait of disk inner rims around Herbig Ae/Be stars:Hunting for warps, ringen, zelfschaduwing en verkeerde uitlijning in de innerlijke astronomische eenheden" door Jacques Kluska, Jean-Philippe Berger et al. werd gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .