HD-beelden van de kosmische arbeid waaruit planeten geboren worden

De kosmische arbeid die leidt tot de geboorte van nieuwe planeten is in ongekend detail in beeld gebracht door het exoAlma-project , dat in de stoffige protoplanetaire schijven van 15 jonge sterren keek met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ALMA ) radio-interferometer in Chili. De beelden, die een nieuw tijdperk inluiden in de jacht op planeten, worden gepresenteerd in 17 artikelen gepubliceerd in een speciale uitgave van het Astrophysical Journal of Letters. Tot de auteurs van de studies behoren verschillende Italiaanse onderzoekers, zoals Andrea Isella van de Rice University in Texas, professoren aan de Universiteit van Milaan Stefano Facchini, Giuseppe Lodato en Giovanni Rosotti, en twee promovendi van dezelfde universiteit, Pietro Curone en Cristiano Longarini.

"De nieuwe benaderingen die we hebben ontwikkeld om deze gegevens en beelden te verzamelen, zijn te vergelijken met de overstap van een leesbril naar een verrekijker met een hoge vergroting: ze onthullen een compleet nieuw niveau van detail in deze planeetvormende systemen", aldus Richard Teague, projectwetenschapper bij exoAlma.

Het team richtte zich op stoffige protoplanetaire schijven rond 15 jonge sterren om de bewegingen van het gas gedetailleerd in kaart te brengen. Zo konden ze de processen blootleggen die planetenstelsels vormen en in sommige gevallen duidelijke tekenen van babyplaneten identificeren (zoals openingen en ringen in stoffige schijven rond sterren, wervelende bewegingen in het gas veroorzaakt door de zwaartekracht van een planeet en fysieke veranderingen in de schijf die op de aanwezigheid van een planeet zouden kunnen wijzen).

In tegenstelling tot traditionele methoden voor het zoeken naar planeten, waarbij naar het directe licht van een jonge planeet wordt gezocht, zoekt exoAlma naar de effecten die planeten op hun omgeving hebben. Zo kan het mogelijk veel jongere werelden detecteren. "Het is alsof je een vis probeert te spotten door naar de rimpelingen in een vijver te kijken, in plaats van de vis zelf te zien", zegt Christophe Pinte, astrofysicus aan het Instituut voor Astrofysica en Planetologie in Grenoble en mede-leider van het exoAlma-team.

Dankzij de door het project verzamelde gegevens konden de dichtheid , temperatuur en snelheidsstructuur van planeetvormende schijven met ongekend detail in kaart worden gebracht. "Deze platen zijn veel dynamischer dan we ons hadden voorgesteld ", aldus Isella. "We zien bewijs voor gravitationele interacties, instabiliteiten en de eerste invloed van planeten voordat ze volledig gevormd zijn."

“exoAlma”, voegt Facchini van de Universiteit van State toe, “biedt observaties op een nooit eerder bereikt niveau van de fysieke mechanismen die een rol spelen tijdens de vroege stadia van de vorming van planeten die vergelijkbaar zijn met die in het zonnestelsel. Hierdoor worden dynamische interacties onthuld tussen de geboorteomgevingen van deze nieuwe werelden en de planeten zelf tijdens hun vorming.”