Bijna de helft van de sterren ter grootte van de zon zijn binair. Volgens onderzoek van de Universiteit van Kopenhagen kunnen planetaire systemen rond dubbelsterren heel anders zijn dan die rond enkele sterren. Dit wijst op nieuwe doelen in de zoektocht naar buitenaardse levensvormen.

Aangezien de enige bekende planeet met leven, de aarde, om de zon draait, zijn planetaire systemen rond sterren van vergelijkbare grootte duidelijke doelen voor astronomen die buitenaards leven proberen te lokaliseren. Bijna elke tweede ster in die categorie is een dubbelster. Een nieuw resultaat van onderzoek aan de Universiteit van Kopenhagen geeft aan dat planetenstelsels rond dubbelsterren op een heel andere manier worden gevormd dan rond enkelvoudige sterren zoals de zon.

"Het resultaat is opwindend omdat de zoektocht naar buitenaards leven de komende jaren zal worden uitgerust met verschillende nieuwe, extreem krachtige instrumenten. Dit vergroot het belang van het begrijpen hoe planeten worden gevormd rond verschillende soorten sterren. Dergelijke resultaten kunnen plaatsen aanwijzen die zouden worden vooral interessant om het bestaan ​​van leven te onderzoeken", zegt professor Jes Kristian Jørgensen, Niels Bohr Institute, Universiteit van Kopenhagen, die het project leidt.

De resultaten van het project, waaraan ook astronomen uit Taiwan en de VS deelnemen, zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Uitbarstingen vormen het planetenstelsel

De nieuwe ontdekking is gedaan op basis van waarnemingen gedaan door de ALMA-telescopen in Chili van een jonge dubbelster op ongeveer 1000 lichtjaar van de aarde. Het dubbelstersysteem, NGC 1333-IRAS2A, is omgeven door een schijf bestaande uit gas en stof. De waarnemingen kunnen onderzoekers alleen een momentopname bieden vanaf een punt in de evolutie van het dubbelstersysteem. Het team heeft de waarnemingen echter aangevuld met computersimulaties die zowel achteruit als vooruit in de tijd reiken.

"De waarnemingen stellen ons in staat om in te zoomen op de sterren en te bestuderen hoe stof en gas naar de schijf bewegen. De simulaties zullen ons vertellen welke fysica in het spel is, en hoe de sterren zijn geëvolueerd tot de momentopname die we waarnemen, en hun toekomstige evolutie ", legt Postdoc Rajika L. Kuruwita uit, Niels Bohr Institute, tweede auteur van de Nature artikel.

Met name de beweging van gas en stof volgt geen continu patroon. Op sommige momenten - meestal voor relatief korte perioden van tien tot honderd jaar om de duizend jaar - wordt de beweging erg sterk. De dubbelster wordt tien tot honderd keer helderder, totdat hij terugkeert naar zijn normale toestand.

Vermoedelijk kan het cyclische patroon worden verklaard door de dualiteit van de dubbelster. De twee sterren omcirkelen elkaar en met bepaalde tussenpozen zal hun gezamenlijke zwaartekracht de omringende gas- en stofschijf zodanig beïnvloeden dat enorme hoeveelheden materiaal naar de ster vallen.

"Het vallende materiaal zal een aanzienlijke verwarming veroorzaken. De hitte zal de ster veel helderder maken dan normaal", zegt Rajika L. Kuruwita, en voegt eraan toe:

"Deze uitbarstingen zullen de gas- en stofschijf uit elkaar scheuren. Terwijl de schijf zich opnieuw opbouwt, kunnen de uitbarstingen nog steeds de structuur van het latere planetaire systeem beïnvloeden."

Kometen dragen bouwstenen voor het leven

Het waargenomen sterrenstelsel is nog te jong om planeten te kunnen vormen. Het team hoopt bij ALMA meer observatietijd te krijgen, zodat het de vorming van planetenstelsels kan onderzoeken.

Niet alleen planeten, maar ook kometen zullen in focus zijn:

"Kometen spelen waarschijnlijk een sleutelrol bij het creëren van mogelijkheden voor leven om te evolueren. Kometen hebben vaak een hoog gehalte aan ijs met aanwezigheid van organische moleculen. Het is goed voorstelbaar dat de organische moleculen in kometen worden bewaard tijdens tijdperken waarin een planeet onvruchtbaar, en dat latere inslagen van kometen de moleculen aan het oppervlak van de planeet zullen introduceren", zegt Jes Kristian Jørgensen.

In deze context is het belangrijk om de rol van de bursts te begrijpen:

"De verwarming veroorzaakt door de uitbarstingen zal de verdamping van stofkorrels en het ijs eromheen veroorzaken. Dit kan de chemische samenstelling veranderen van het materiaal waaruit planeten worden gevormd."

Chemie maakt dus deel uit van de onderzoeksscope:

"De golflengten die door ALMA worden gedekt, stellen ons in staat om vrij complexe organische moleculen te zien, dus moleculen met 9-12 atomen die koolstof bevatten. Dergelijke moleculen kunnen bouwstenen zijn voor complexere moleculen die essentieel zijn voor het leven zoals we dat kennen. zuren die in kometen zijn gebruikt."

Krachtige tools gaan mee op zoek naar leven in de ruimte

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) is niet een enkel instrument, maar 66 telescopen die samenwerken. Dit zorgt voor een veel betere resolutie dan met een enkele telescoop had kunnen worden bereikt.

Binnenkort zal de nieuwe James Webb Space Telescope (JWST) zich bij de zoektocht naar buitenaards leven voegen. Tegen het einde van het decennium zal JWST worden aangevuld met de ELT (European Large Telescope) en de extreem krachtige SKA (Square Kilometre Array), beide gepland om in 2027 te beginnen met waarnemen. De ELT zal met zijn 39 meter lange spiegel de grootste optische telescoop ter wereld en zal klaar zijn om de atmosferische omstandigheden van exoplaneten (planeten buiten het zonnestelsel, red.) te observeren. SKA zal bestaan ​​uit duizenden telescopen in Zuid-Afrika en Australië die samenwerken en langere golflengten hebben dan ALMA.

"De SKA zal het mogelijk maken om grote organische moleculen direct te observeren. De James Webb Space Telescope werkt in het infrarood, wat vooral geschikt is voor het observeren van moleculen in ijs. Ten slotte hebben we ALMA nog steeds, dat bijzonder geschikt is voor het observeren van moleculen in gasvorm Het combineren van de verschillende bronnen zal een schat aan spannende resultaten opleveren", besluit Jes Kristian Jørgensen. + Verder verkennen

Het begin van de geboorte van planeten in een dubbelstersysteem waargenomen