Verrassend molecuul helpt bij detecteren protoplaneten
Een team wetenschappers, waaronder de Leidse Astronoom Alice Booth, heeft siliciummonosulfide-moleculen ontdekt in de stofschijf rondom een jonge ster. Die moleculen duiden op planeetvorming. Het team deed de ontdekking met behulp van de ALMA-telescopen. Deze methode vormt een alternatief voor wanneer directe waarneming of beeldvorming van zogeheten protoplaneten niet mogelijk is. Het team publiceert de resultaten binnenkort in The Astrophysical Journal Letters.
De onderzoekers bestudeerden de jonge ster HD 169142, in het sterrenbeeld Boogschutter. De ster is omringd door een grote schijf gas en stof die vanaf aarde als een cirkel te zien is. In de afgelopen tien jaar zijn er in de schijf verschillende kandidaat-protoplaneten aangewezen. Een protoplaneten is een voorstadium van een planeet waarbij de kern gesmolten is geweest, waardoor de binnenkant gedifferentieerd is.
Begin 2023 bevestigden astronomen dat ook kandidaat HD 169142 b een reuzen-Jupiter in wording is. Dat gebeurde met hulp van beeldvorming van het SPHERE-instrument op de Very Large Telescope, dat ook mede door Nederland is ontwikkeld.
Chemische aanwijzingen van de protoplaneet
Het onderzoeksteam besloot vervolgens om in bestaande ALMA-observaties te kijken of ze in de schrijf rond de ster misschien ook chemische aanwijzingen konden vinden van de protoplaneet. Ze hadden namelijk het vermoeden dat een reuzenprotoplaneet als HD 169142 b waarschijnlijk wel voor wat geweld zou kunnen zorgen.
En inderdaad, het team detecteerde naast het veelvoorkomende koolmonoxide en het zeldzamere zwavelmonoxide (SO) ook het nog niet eerder rond jonge sterren waargenomen siliciummonosulfide (SiS).
Zoeken naar chemische vingerafdrukken
‘SiS kwam als een verrassing’ ,zegt hoofdauteur Charles Law van het Center for Astrophysics ‘Want om SiS op te vangen met ALMA, moeten silicaten vrijkomen uit stofkorrels. Daarvoor moeten enorme schokgolven zijn ontstaan, veroorzaakt zijn door gas dat met hoge snelheden reist. We vermoeden dat de schokgolven zijn gevormd door interacties tussen de reuzenprotoplaneet en het omringende gas.’
Booth vult aan: ‘Door te zoeken naar chemische vingerafdrukken hebben we er nu een nieuw gereedschap bij om op planeten te jagen. We verwachten dat er in de toekomst ongetwijfeld meer onverwachte moleculen ontdekt zullen worden in de stofschijven rondom jonge sterren.’
Wetenschappelijk artikel
SO and SiS emission tracing an embedded planet and compact 12CO and 13CO counterparts in the HD 169142 disk. Door: Charles J. Law, Alice S. Booth & Karin I. Öberg. Geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters. [preprint]
Dit bericht verscheen als persbericht op de website van NOVA.
Beeld: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)