Planeetvormende schijf rond jonge lichte ster is echt anders dan rond zon-achtige ster
Met de James Webb-ruimtetelescoop heeft een internationaal team van onderzoekers, waaronder Leidse hoogleraar Moleculaire Astrofysica Ewine van Dishoeck, een palet aan koolwaterstoffen ontdekt in een planeetvormende schijf rond een jonge, lichte ster. De resultaten bevestigen dat schijven rond heel lichte jonge sterren echt anders zijn dan die rond zon-achtige sterren. Hierdoor zijn ook de atmosferen van planeten rondom deze sterren anders. De astronomen publiceren hun bevindingen 7 juni in Science.
Het team onderzocht het gebied rond de nog jonge ster ISO-ChaI-147. Die ster bevindt zich in het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon op zo'n 650 lichtjaar van ons vandaan. De ster is een lichtgewicht. Hij is negen keer lichter dan onze zon. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in lichte sterren omdat daar meer aardachtige planeten lijken te ontstaan dan rond heel zware sterren. De onderzoekers gebruikten voor deze waarnemingen MIRI (Mid-Infrared Instrument).
Veel koolwaterstoffen, weinig water
De astronomen vonden dertien verschillende koolwaterstoffen in de planeetvormende schijf rond de ster. Het grootst gevonden molecuul is benzeen (C6H6), dat overigens een jaar geleden voor het eerst rond een andere heel lichte jonge ster werd waargenomen. Het meest bijzonder is de vondst van ethaan (C2H6). Het is voor het eerst dat ethaan buiten ons zonnestelsel is gedetecteerd. ‘Geweldig dat we nu al deze moleculen in de kraamkamers van planeten zien,’ zegt eerste auteur Aditya Arabhavi, promovendus aan de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Dit hadden we niet durven dromen.’
De chemie van planeetvormende schijven is een belangrijk aandachtspunt in Leiden, en dankzij JWST krijgen de astronomen nu een schat aan nieuwe gegevens. ‘Dit resultaat is een van de grote verrassingen: dat schijven rond hele lichte sterren heel veel koolwaterstoffen bevatten en weinig water’, zegt Ewine van Dishoeck. Dit enorme verschil in chemische samenstelling kan mogelijk ook de samenstelling beïnvloeden van aardachtige planeten die rond lichte sterren vormen.
Wetenschappelijke vruchten plukken
Nederlandse wetenschappers zijn al meer dan 25 jaar nauw betrokken bij JWST, in het bijzonder bij het ontwerp en de bouw van het MIRI-instrument. ‘Nu kunnen we eindelijk de wetenschappelijke vruchten plukken!’ zegt Van Dishoeck. Het onderzoek vond plaats binnen de MIRI mid-INfrared Disk Survey (MINDS). Astronomen uit Groningen, Leiden en Nijmegen maken deel uit van het team. Vanuit Leiden zijn naast Van Dishoeck ook Milou Temmink en Marissa Vlasblom betrokken. De identificatie van de moleculen via hun spectrale vingerafdruk was mogelijk dankzij een samenwerking met chemici. In totaal willen de onderzoekers ruim vijftig stofschijven rond jonge sterren analyseren. De verwachting is dat ze de komende tijd nog andere moleculen ontdekken en meer kennis opdoen over het ontstaan van rotsachtige planeten in schijven rond kleine en grotere sterren.
Wetenschappelijk artikel
Abundant hydrocarbons in the disk around a very-low-mass star. Door: A.M. Arabhavi, I. Kamp, Th. Henning, E.F. van Dishoeck, V. Christiaens, et al. In: Science, 7 juni 2024.
Beeld: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)
Over NOVA
De Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) is het samenwerkingsverband van de sterrenkundige instituten van de universiteiten van Amsterdam, Groningen, Leiden en Nijmegen. Toponderzoekschool NOVA heeft als missie het uitvoeren van baanbrekend sterrenkundig onderzoek, het opleiden van jonge astronomen op het hoogste internationale niveau en het delen van nieuwe ontdekkingen met de samenleving. De NOVA-laboratoria zijn gespecialiseerd in het bouwen van state-of-the-art optische/infrarood- en submillimeter-instrumentatie voor de grootste telescopen op aarde.