Hoe ontstaan ​​planeten? Jarenlang dachten wetenschappers dat ze dit proces begrepen door het enige voorbeeld te bestuderen waar we toegang toe hadden:ons eigen zonnestelsel.

De ontdekking van planeten rond verre sterren in de jaren negentig maakte echter duidelijk dat het beeld veel gecompliceerder was dan we wisten.

In nieuw onderzoek hebben we een hete, Jupiter-achtige gasreus gespot tijdens het vormen rond een ster op ongeveer 500 lichtjaar van de aarde.

Deze zeldzame babysnap van een planeet die zich daadwerkelijk aan het vormen is, waarbij materie uit een enorme schijf van stof en gas wordt gehaald die rond zijn eveneens jonge zon wervelt, heeft een venster geopend op mysteries die astronomen al jaren in verwarring brengen.

Een wetenschappelijke triomf?

Wetenschappelijk onderzoek naar de oorsprong van de aarde en de andere planeten van ons zonnestelsel begon in het midden van de 18e eeuw.

Voortbouwend op het werk van de Zweedse denker Emanuel Swedenborg, stelde de beroemde Duitse filosoof Immanuel Kant voor dat de zon en zijn kleine planetaire familie allemaal groeiden uit een grote roterende oerwolk; Kant noemde dit een 'Urnebel', Duits voor nevel.

Dit idee werd later verfijnd door de Franse polyhistor Pierre Laplace, en het heeft sindsdien nog veel meer toevoegingen en herzieningen gehad, maar moderne wetenschappers denken dat het in wezen op de goede weg was. De moderne afstammeling van Kants hypothese, nu aangevuld met gedetailleerde natuurkunde, kan de meeste waargenomen kenmerken van ons zonnestelsel verklaren.

We kunnen nu computersimulaties uitvoeren met de juiste instellingen, en er zal een prachtige digitale replica van ons zonnestelsel ontstaan. Het zal de juiste soorten planeten in de juiste banen hebben die in een uurwerkvolgorde rondtikken, net als het echte werk.

Dit model is een triomfantelijke synthese van draden uit de geologie, scheikunde, natuurkunde en astronomie, en het leek de basis te hebben gedekt. Totdat astronomen het confronteerden met planeten van buiten ons zonnestelsel.

Voorbij het zonnestelsel

Toen de eerste systemen van planeten die om verre sterren draaien halverwege de jaren negentig werden ontdekt, was er onmiddellijk controverse en consternatie. De nieuwe planeten pasten helemaal niet in het model:de rest van de kosmos, zo bleek, kon er niet zo veel om geven wat er hier rond onze kleine zon gebeurde.

Sindsdien is het besef doorgedrongen dat er verschillende wegen kunnen zijn om een ​​planetair systeem te vormen. Van de duizenden planeten die om andere sterren draaien en die nu onze catalogi bevolken, begint de planetenfamilie van onze zon er zelfs een beetje ongewoon uit te zien.

Desondanks heeft een van de meest elementaire fysieke componenten van de machines voor het bouwen van planeten die volgens ons verantwoordelijk is voor het vormen van gigantische gasachtige planeten zoals Jupiter en Saturnus de tand des tijds doorstaan:het idee van 'kernaanwas'.

Kernaanwas begint met de gassen en microscopisch kleine stofkorrels waarvan wordt gedacht dat ze de typische oerwolk van Kant vormen (die de vorm heeft van een afgeplatte draaiende schijf met de jonge ster in het midden). Stofkorrels klonteren samen tot achtereenvolgens grotere korrels, dan kiezels, rotsen en verder in een waterval naar babyplaneten of 'planetesimals'.

Wanneer zo'n klomp groot genoeg wordt, bereikt het een kantelpunt. De aantrekkingskracht van de zwaartekracht helpt de embryonale planeet nu om snel gas, stof en andere klonten aan te trekken, zijn baan vrij te maken en een cirkelvormige opening in de schijf te maken.

Het is een van de kenmerkende triomfen voor de moderne astronomie dat precies de soorten "schijfgaten" die door de theorie worden voorspeld, nu in de kosmos worden gezien en bestudeerd.

Een groot probleem

Er zijn echter enkele dingen die kernaanwas niet kan verklaren. Er zijn enorme planeten gespot die ver van hun gastheersterren draaien, in de koude verre uithoeken.

Volgens de kernaanwastheorie zouden dergelijke planeten niet mogen bestaan. Ze zijn te ver weg, waar banen te langzaam bewegen om planeten te bouwen.

Een nieuw "gravitationele ineenstorting" -model werd geformuleerd om deze onverwachte massieve verre planeten te verklaren. Het basisidee is dat als de oerschijf zelf voldoende massa heeft, het geheel onstabiel kan worden en instorten om snel planeten te vormen in een grote crunch.

Deze nieuwe foto leek de uitbijterplaneten te kunnen verklaren, maar aangezien alle bekende voorbeelden erg oud waren (meestal miljarden jaren), is deze theorie precies dat gebleven:een theorie. Tot nu.

Een planeet is geboren

Vorig jaar zagen wij en onze collega's een massieve planeet, nog in vorming, rond een ster op zo'n 500 lichtjaar van de aarde.

Deze ster, AB Aurigae genaamd, is in astronomische kringen beroemd geworden vanwege de prachtige, ingewikkelde, spiraalvormige schijf die hem omringt.

De klonten en golven die in deze schijf (en in andere soortgelijke) te zien zijn, komen overeen met wat men zou kunnen zien als de zwaartekracht zou instorten. Maar tot nu toe ontbrak het bewijs van een zich vormende planeet.

Deze nieuw ontdekte planeet - AB Aurigae b genaamd - is ingebed in een dikke, wervelende halo van stof en gas, te midden van de veelbetekenende spiralen en golven die de ineenstorting van de zwaartekracht betekenen. De planeet bevindt zich ongeveer 93 keer zo ver van zijn ster als de aarde van de zon, ruim buiten het gebied waarin de traditionele kernaanwastheorie zijn vorming zou kunnen verklaren.

Deze ontdekking levert dus sterk bewijs voor de alternatieve theorie van zwaartekrachtinstorting.

De ontdekking werd gedaan met behulp van waarnemingen van de Subaru-telescoop in Mauna Kea, Hawaï, evenals van de Hubble-ruimtetelescoop.

Opgestookt door energie van het gewelddadige, snelle vormingsproces, is de planeet heet genoeg om te gloeien (ongeveer 2000 ). Het is deze gloed die de aanwezigheid van de planeet verraadt. Tegelijkertijd wordt het wervelende gas en stof rond de zich vormende planeet verlicht door het blauwachtige licht van de centrale ster van AB Aurigae.

Grotere en betere telescopen

Deze nieuwe ontdekking vormt een cruciaal stukje van de puzzel over de planeetvorming, maar de zaak is zeker niet gesloten.

Naarmate onze telescopen groter worden en onze observatiemethoden geavanceerder worden, verwachten we dat er in alle stadia van hun ontwikkeling nog veel meer vormende planeten zullen worden gevangen, evenals volledig gevormde volwassen planeten zoals de aarde.

En uiteindelijk kunnen we hopen de grote vragen te beantwoorden:hoe ontstond zo'n vreemd en divers scala aan planetaire systemen in de melkweg, hoe zijn de omstandigheden op deze nieuwe werelden, en hoe past ons eigen kleine zonnestelsel daartussen? ?