Astronomen hebben NASA's Spitzer-ruimtetelescoop gebruikt om waarschijnlijk het eerste beeld te creëren van een planeet die zich aan het vormen is. Deze nieuwe wereld, die momenteel ongeveer de diameter van Jupiter meet, bevindt zich op 460 lichtjaar van de aarde in een turbulente kosmische omgeving die bekend staat als de Orionnevel.

De afbeelding toont een donutvormige ring van materie die ongeveer 13.000 keer groter is dan de Kuipergordel van ons zonnestelsel, een koud gebied met ijslichamen voorbij Neptunus. De nieuwe planeet bevindt zich langs één kant van het binnenste gat van de donut.

De planeet bevindt zich in een stoffige cocon die bekend staat als een protoplanetaire schijf, een wervelende draaikolk van gas en stof waaruit planeten worden geboren. De schijf spreidt zich vanuit het centrum naar buiten uit en de planeet draait rond een jonge, massieve ster, bekend als een protoster, in het hart van de structuur.

Er wordt aangenomen dat de nieuw ontdekte planeet tussen de 1 en 10 miljoen jaar oud is, wat het een baby op kosmische schaal maakt. Ons eigen zonnestelsel is ongeveer 4,6 miljard jaar oud.

Waarnemingen van jonge sterren omgeven door protoplanetaire schijven helpen astronomen de vroege fasen van planetaire vorming beter te begrijpen – een stadium dat tot nu toe in mysterie is gehuld. Deze nieuwe bevindingen helpen ons de processen te begrijpen waarmee rotsachtige, aardse werelden zoals de aarde en enorme, gasvormige werelden zoals Jupiter uit hetzelfde oermateriaal zijn geëvolueerd.

De planeet draait op ongeveer 85 astronomische eenheden afstand rond de ster. Een astronomische eenheid is de afstand van de aarde tot de zon:ongeveer 150 miljoen kilometer.

‘We zien een planeet in het meest ontluikende stadium van vorming’, zegt John Bally van de Universiteit van Colorado, Boulder, hoofdauteur van een artikel over de ontdekking dat in de Astrophysical Journal verschijnt. "Dit lijkt op het observeren van een menselijke foetus. We zijn getuige van gebeurtenissen die slechts plaatsvinden gedurende een zeer korte periode in het leven van een planetenstelsel."

De Spitzer-waarnemingen komen overeen met modellen die voorspellen dat de eerste fase in de planeetvorming plaatsvindt wanneer kleine stofdeeltjes in een protoplanetaire schijf samenklonteren tot grotere objecten ter grootte van een kiezelsteen, die vervolgens verder botsen en steeds grotere lichamen vormen die planetesimalen worden genoemd en uiteindelijk volwaardige lichamen vormen. volgroeide planeten.

Hoe protoplanetaire schijven precies planeten vormen, blijft onzeker. Eén theorie is dat wanneer stofdeeltjes rond de protoster dwarrelen, ze tegen elkaar botsen en aan elkaar blijven plakken. Naarmate deze klonten groter worden, kunnen ze dankzij hun krachtige zwaartekracht meer materiaal verzamelen, waardoor ze nog meer puin van de omringende schijf kunnen opvegen terwijl ze snel groeien.

Uiteindelijk verzamelen ze voldoende massa om protoplaneten te vormen. Na verloop van tijd botsen deze protoplaneten met andere protoplaneten en trekken ze door de zwaartekracht andere protoplaneten aan, waardoor de rotsachtige kernen van veel grotere planeten worden gevormd. De protoplaneten ervaren waarschijnlijk hit-and-run-interacties waardoor ze af en toe uit hun koers raken, waardoor ze tegen andere, grotere lichamen botsen. Deze botsingen zorgen ervoor dat protoplaneten uiteenspatten of samensmelten met de andere objecten. Na verloop van tijd zullen deze grote inslagen planeten in bollen vormen en ze hun rotsachtige oppervlakken geven.

De dichtheid van een planeet bepaalt hoeveel botsingen hij nog zal meemaken. Naarmate planeten dichter worden, kunnen ze door zwaartekracht steeds beter objecten naar binnen trekken.

Spitzer's kijk op dit opkomende planetenstelsel kan kritische inzichten verschaffen in de aard van deze botsingen. De onderzoekers geloven dat de heldere "lichtboog" tegenover de planeet in de schijf duidt op een catastrofale impact waarbij twee andere protoplaneten betrokken waren, die waarschijnlijk slechts 100.000 jaar geleden plaatsvonden.

"Door deze vroege planeetbouwstenen en het proces waarmee deze klonten groeien te bestuderen, begrijpen we de omstandigheden die aanleiding geven tot planetaire vorming beter", aldus Bally.