Universiteit Leiden


* Nieuws

Planeetvorming: stof tot nadenken

Planeetvorming is een verbazend homogeen proces dat niet geleidelijk van binnen naar buiten, maar overal gelijktijdig in een proto-planetaire schijf plaatsvindt, ontdekte Dave Lommen. Deze week promoveert hij op zijn onderzoek met verschillende telescopen naar het stof rond jonge sterren.

Een artistieke impressie van een dikke schijf van stof en gas rond een jonge ster. In zo'n schijf vormen zich planeten. Foto: NASA/JPL-Caltech.

Spitzer Ruimtetelescoop
De zon en de acht planeten in ons zonnestelsel zijn inmiddels zo oud, dat er weinig mogelijkheden zijn om iets te leren over hun ontstaansgeschiedenis. Sterrenkundigen kijken daarom naar jonge sterren die lijken op de zon, maar die `pas' enkele miljoenen jaren geleden het eerste licht zagen. Rondom zulke jonge sterren bevindt zich een schijf van gas en stof, de proto-planetaire schijf, waarin planeten ontstaan. Astronomen gingen er tot nu toe van uit, dat de warme binnendelen in de buurt van de centrale ster en de koude buitendelen van de schijf zich onafhankelijk van elkaar ontwikkelden. Uit recente waarnemingen met de Spitzer Ruimtetelescoop en radiotelescopen in de Verenigde Staten en Australië blijkt dat dit niet het geval is.

Radiotelescopen
`De kracht van ons werk zit hem vooral in het complementaire karakter van de telescopen', zegt Lommen, `omdat je met verschillende telescopen voor ieder object verschillende informatie kunt krijgen.' De Spitzer Ruimtetelescoop neemt waar in het infrarood, waardoor het warme stof rond een jonge ster in kaart kan worden gebracht. Spitzer is vooral gevoelig voor stofdeeltjes ter grootte van zand- en roetdeeltjes. Radiotelescopen daarentegen kijken bij langere golflengten en zijn vooral geschikt om naar de koude buitendelen van een proto-planetaire schijf te kijken. Vooral kiezels en rotsblokken worden dan zichtbaar. `Met Spitzer kijken we dus naar gebieden waar planeten zoals Venus of de Aarde ontstaan', vervolgt Lommen, `terwijl we met radiotelescopen vooral op zoek gaan naar planeten aan de rand van de schijf.'

De figuur illustreert het gevonden verband tussen het stof in de binnenschijf en dat in de buitenschijf. Elke stip vertegenwoordigt een jonge ster met omringend stof, waargenomen met de Spitzer ruimtetelescoop en verschillende radiotelescopen. De plaats in het diagram geeft aan wat het relatieve formaat van het stof binnen en buiten gebied van de schijf is.

Gelijktijdig
Lommen en zijn collega's onderzochten het stof rond een aantal jonge sterren. De modellen voorspelden dat planeetvorming in twee stappen plaats vindt: eerst vormen zich planeten in de binnenschijf en pas later ontstaan ze in de buitenschijf. Jonge sterren met het grootste stof in de binnenschijf bleken echter ook reeds de grootste kiezels in de buitendelen te hebben. `Een bijzonder resultaat', vertelt Lommen, `want hieruit volgt dat planeetvorming niet geleidelijk van binnen naar buiten plaatsvindt, maar overal in de hele schijf gelijktijdig kan optreden.' Het is van belang om precies op het goede moment naar een proto-planetaire schijf te kijken. Lommen: `Het is onmogelijk om planeten-in-wording nog waar te nemen wanneer de stofdeeltjes tot rotsblokken van een meter of groter zijn samengeklonterd. De planeten zijn pas weer te zien als ze helemaal zijn gevormd.'