Rondom de verre ster PDS 70 zijn twee grote gasplaneten aan het ontstaan. En, nog specialer: beide planeten lijken een schijf om zich heen te hebben waaruit manen kunnen ontstaan.
PDS 70 is een jonge dwergster met ongeveer driekwart keer de massa van de zon. De ster bevindt zich 370 lichtjaar bij ons vandaan. Eromheen draaien twee planeten die zich nog aan het vormen zijn: PDS 70b en PDS 70c. Beide zijn ongeveer vijf tot tien keer groter en zwaarder dan Jupiter. PDS 70b staat ongeveer net zo ver bij de ster vandaan als Saturnus van de zon, PDS 70c ongeveer net zo ver als Neptunus.
Gas- en stofschijf
Eerder ontdekten sterrenkundigen dat dit planetenstelsel zich in zijn onstuimige kinderfase bevindt. De ster heeft nog een zogeheten protoplanetaire schijf van stof en gas om zich heen. In die schijf is materie samengeklonterd tot de twee planeten die nu waargenomen zijn. Deze gasplaneten zijn nog aan het groeien door gas en stof op te slokken uit de schijf om de ster.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
‘Het planetaire systeem PDS 70 is op dit moment een redelijk ‘hot topic’ binnen ons vakgebied’, zegt Sebastiaan Haffert, promovendus bij de Universiteit Leiden en niet direct betrokken bij het onderzoek. ‘Het is namelijk de eerste echt overtuigende ontdekking van planeten in een stofschijf rondom een jonge ster.’
Nu blijkt dat zich op kleinere schaal iets vergelijkbaars afspeelt. ‘Deze planeten zijn zelf ook nog jong en in vorming. Daardoor is er een grote kans dat ze zelf ook nog een stofschijf hebben waaruit manen kunnen ontstaan’, zegt Haffert.
Twee keer een eerste keer
Dergelijke circumplanetaire schijven waren nog nooit waargenomen, tot er afgelopen maand bijna tegelijkertijd twee onafhankelijke publicaties verschenen.
Halverwege juni 2019 maakten sterrenkundigen bekend dat ze met de Very Large Telescope (VLT) in Chili een stofschijf rondom planeet PDS 70b hadden waargenomen. Ze keken hiervoor naar de infraroodstraling die uitgezonden wordt als waterstofgas uit een schijf opgezogen wordt door een ster of planeet.
Een maand later publiceerde een andere onderzoeksgroep vergelijkbare metingen van de radiotelescoop Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), eveneens in Chili. Met deze metingen laten ze zien dat PDS 70c waarschijnlijk ook een circumplanetaire schijf heeft.
De schijven, waarin mogelijk maantjes ontstaan, zijn dus zowel gezien met de infraroodmetingen van VLT als met de radiometingen van ALMA. Dat maakt het bestaan van de circumplanetaire schijven waarschijnlijker.
Volgens sterrenkundige modellen verdwijnt een circumplanetaire schijf na ongeveer tien miljoen jaar. In het zonnestelsel bestaan ze dus niet meer. Maar mogelijk zijn de maantjes van Jupiter ongeveer vier miljard jaar geleden uit zo’n schijf ontstaan. Door dit proces in bij jonge exoplaneten waar te nemen, willen sterrenkundigen bestuderen wat er precies gebeurt tijdens de evolutie van planeten.
