Een team van astronomen, onder leiding van Dr. John Debes van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, heeft een baanbrekende ontdekking gedaan die nieuwe inzichten biedt in de manier waarop planeten ontstaan. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop observeerde het team een ​​jonge ster genaamd Elias 2-27, die zich op ongeveer 450 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Auriga bevindt.

Elias 2-27 is omgeven door een schijf van gas en stof, waarvan wordt aangenomen dat deze de geboorteplaats is van planeten. Het team gebruikte de krachtige infraroodmogelijkheden van Hubble om door het stof te turen en de schijf rechtstreeks in beeld te brengen. Wat ze ontdekten was een opvallend spiraalpatroon in de schijf, met twee prominente spiraalarmen die zich vanaf de ster naar buiten uitstrekten.

Dit is de eerste keer dat een dergelijk duidelijk spiraalpatroon is waargenomen in een protoplanetaire schijf. Aangenomen wordt dat de spiralen worden veroorzaakt door zwaartekrachtinteracties tussen het gas en het stof in de schijf, en ze leveren het bewijs dat zich binnen de schijf planeten aan het vormen zijn.

"Dit is een grote doorbraak in ons begrip van planeetvorming", zegt Debes. "Het spiraalpatroon in de schijf laat zien dat planeten zich op een zeer ordelijke manier vormen, en het geeft ons een kijkje in de vroege stadia van de vorming van planetenstelsels."

Het team denkt dat de spiraalarmen in de Elias 2-27-schijf worden veroorzaakt door de zwaartekrachtsinvloed van twee of meer protoplaneten die rond de ster draaien. Er wordt aangenomen dat deze protoplaneten zich nog in de beginfase van hun vorming bevinden, en terwijl ze in een baan om de aarde draaien, ruimen ze geleidelijk de gaten in de schijf op. De gaten verschijnen als donkere banen in de spiraalarmen.

De ontdekking van het spiraalpatroon in de Elias 2-27 schijf biedt krachtige ondersteuning voor de theorie van planeetvorming door zwaartekrachtinstabiliteit. Deze theorie stelt dat planeten ontstaan ​​wanneer de zwaartekracht binnen een protoplanetaire schijf sterk genoeg wordt om de middelpuntvliedende kracht te overwinnen die het materiaal in de schijf naar buiten probeert te werpen. Wanneer dit gebeurt, wordt de schijf onstabiel en begint deze in klonten te fragmenteren, die uiteindelijk in planeten uiteenvallen.

De waarnemingen van Elias 2-27 bieden een directe bevestiging van deze theorie, en bieden een unieke kans om de vroege stadia van planeetvorming in ongekend detail te bestuderen.

"Deze ontdekking is een belangrijke mijlpaal in ons begrip van hoe planeten ontstaan", zegt Dr. Heidi Hammel, een planetaire wetenschapper aan het Space Science Institute in Boulder, Colorado. "Het biedt een kijkje in de innerlijke werking van een protoplanetaire schijf, en het geeft ons een beter begrip van hoe ons eigen zonnestelsel is ontstaan."