Een team van astronomen heeft het eerste directe bewijs gevonden dat groepen sterren hun planeetvormende schijf kunnen verscheuren. waardoor het kromgetrokken en met gekantelde ringen. Dit nieuwe onderzoek suggereert exotische planeten, niet anders dan Tatooine in Star Wars, kan zich vormen in schuine ringen in gebogen schijven rond meerdere sterren. De resultaten zijn mogelijk gemaakt dankzij waarnemingen met de Very Large Telescope van de European Southern Observatory (ESO's VLT) en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Ons zonnestelsel is opmerkelijk plat, met de planeten die allemaal in hetzelfde vlak draaien. Maar dit is niet het geval voor alle sterrenstelsels, speciaal voor planeetvormende schijven rond meerdere sterren, zoals het object van de nieuwe studie:GW Orionis. Dit systeem, op iets meer dan 1300 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Orion, heeft drie sterren en een misvormde, kapotte schijf die hen omringt.

"Onze afbeeldingen laten een extreem geval zien waarbij de schijf helemaal niet plat is, maar is kromgetrokken en heeft een verkeerd uitgelijnde ring die van de schijf is afgebroken, " zegt Stefan Kraus, een professor in astrofysica aan de Universiteit van Exeter in het VK die het onderzoek leidde dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Wetenschap . De verkeerd uitgelijnde ring bevindt zich in het binnenste deel van de schijf, dicht bij de drie sterren.

Het nieuwe onderzoek onthult ook dat deze binnenring 30 aardmassa's stof bevat, wat genoeg zou kunnen zijn om planeten te vormen. "Alle planeten die in de verkeerd uitgelijnde ring worden gevormd, zullen in zeer schuine banen om de ster draaien en we voorspellen dat veel planeten in schuine, banen met brede scheiding zullen worden ontdekt in toekomstige beeldvormingscampagnes voor planeten, bijvoorbeeld met de ELT, " zegt teamlid Alexander Kreplin van de Universiteit van Exeter, verwijzend naar ESO's Extreem Grote Telescoop, die naar verwachting later dit decennium in gebruik zal worden genomen. Aangezien meer dan de helft van de sterren aan de hemel worden geboren met een of meer metgezellen, dit werpt een opwindend vooruitzicht op:er zou een onbekende populatie exoplaneten kunnen zijn die om hun sterren draaien op zeer hellende en verre banen.

Om tot deze conclusies te komen, het team observeerde GW Orionis al meer dan 11 jaar. Vanaf 2008 ze gebruikten de AMBER en later de GRAVITY-instrumenten op ESO's VLT-interferometer in Chili, die het licht van verschillende VLT-telescopen combineert, om de zwaartekrachtdans van de drie sterren in het systeem te bestuderen en hun banen in kaart te brengen. "We ontdekten dat de drie sterren niet in hetzelfde vlak draaien, maar hun banen zijn niet goed uitgelijnd ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de schijf, ", zegt Alison Young van de universiteiten van Exeter en Leicester en een lid van het team.

Ze observeerden het systeem ook met het SPHERE-instrument op ESO's VLT en met ALMA, waarin ESO een partner is, en waren in staat om de binnenring in beeld te brengen en de verkeerde uitlijning te bevestigen. Dankzij ESO's SPHERE konden ze ook zien, Voor de eerste keer, de schaduw die deze ring op de rest van de schijf werpt. Dit hielp hen de 3D-vorm van de ring en de algehele schijf te achterhalen.

Het internationale team, waaronder onderzoekers uit het VK, België, Chili, Frankrijk en de VS, combineerden vervolgens hun uitgebreide observaties met computersimulaties om te begrijpen wat er met het systeem was gebeurd. Voor de eerste keer, ze waren in staat om de waargenomen uitlijnfouten duidelijk te koppelen aan het theoretische "schijfscheureffect, " wat suggereert dat de tegenstrijdige zwaartekracht van sterren in verschillende vlakken hun schijven kan vervormen en breken.

Hun simulaties toonden aan dat de verkeerde uitlijning in de banen van de drie sterren ertoe zou kunnen leiden dat de schijf om hen heen in verschillende ringen uiteenvalt, dat is precies wat ze zien in hun observaties. De waargenomen vorm van de binnenring komt ook overeen met voorspellingen van numerieke simulaties over hoe de schijf zou scheuren.

interessant, een ander team dat hetzelfde systeem met ALMA heeft bestudeerd, gelooft dat er een ander ingrediënt nodig is om het systeem te begrijpen. "We denken dat de aanwezigheid van een planeet tussen deze ringen nodig is om te verklaren waarom de schijf uit elkaar scheurde, " says Jiaqing Bi of the University of Victoria in Canada who led a study of GW Orionis published in the Astrofysische journaalbrieven in May this year. His team identified three dust rings in the ALMA observations, with the outermost ring being the largest ever observed in planet-forming discs.

Future observations with ESO's ELT and other telescopes may help astronomers fully unravel the nature of GW Orionis and reveal young planets forming around its three stars.

This research was presented in the paper "A triple star system with a misaligned and warped circumstellar disk shaped by disk tearing" to appear in Wetenschap