Astronomen die gebruik maken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) telescoop in het noorden van Chili hebben vandaag de ontdekking aangekondigd van een onverwachte ophoping van koolstofmonoxidegas in de stofrijke schijf rond de ster Bèta Pictoris. Dat is verrassend, omdat zulk gas naar verwachting snel wordt afgebroken door sterlicht. Iets – waarschijnlijk talrijke botsingen tussen kleine, ijsachtige objecten zoals kometen – moet ervoor zorgen dat het gas voortdurend wordt aangevuld. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Science.
Bèta Pictoris, een nabije ster aan de zuidelijke hemel die gemakkelijk waarneembaar is met het blote oog, wordt gezien als het prototype van een jong planetenstelsel. Het is een van de eerste sterren waarbij een grote omringende schijf van stofrijk puin is ontdekt. Ook is bekend dat er, op een afstand van ongeveer 1,2 miljard kilometer, een planeet om de ster cirkelt.
Nieuwe waarnemingen met ALMA hebben nu laten zien dat de schijf rijk is aan koolmonoxidegas. Paradoxaal genoeg kan de aanwezigheid van koolstofmonoxidegas, dat zeer schadelijk is voor de mens, erop wijzen dat het planetenstelsel van Bèta Pictoris uiteindelijk een geschikte habitat voor leven wordt. Het bombardement van kometen dat zijn planeten momenteel ondergaan voorziet hen waarschijnlijk van water.
Maar koolstofmonoxide wordt gemakkelijk en snel afgebroken door sterlicht: op de plek waar het in de schijf van Bèta Pictoris is waargenomen kan het slechts ongeveer honderd jaar standhouden. Dat het gas aanwezig is in de 20 miljoen jaar oude schijf rond Bèta Pictoris komt dus als een grote verrassing. Waar komt het vandaan, en waarom is het er nog steeds?
‘Tenzij we Bèta Pictoris op een heel bijzonder moment waarnemen, moet het koolstofmonoxide voortdurend worden aangevuld,’ zegt Bill Dent, ESO-astronoom bij het Joint ALMA Office in Santiago, Chili, en hoofdauteur van het onderzoeksverslag dat vandaag in het tijdschrift Science is gepubliceerd. ‘De rijkste bron van koolstofmonoxide in een jong zonnestelsel zijn botsingen tussen ijsachtige objecten, van kometen tot objecten ter grootte van een planeet.’
Het tempo van afbraak moet dan wel heel hoog zijn: ‘Om de waargenomen hoeveelheden koolstofmonoxide te kunnen verklaren, moet om de vijf minuten een grote kometenbotsing plaatsvinden,’ aldus Aki Roberge, astronoom bij NASA’s Goddard Research Center in Greenbelt, VS, en mede-auteur van het artikel. ‘Om zo’n groot aantal botsingen te verkrijgen, moet er sprake zijn van een zeer dichtbevolkte, omvangrijke kometenzwerm.’
De ALMA-waarnemingen laten nóg een verrassing zien: dankzij ALMA’s unieke vermogen om tegelijkertijd positie en snelheid van het waargenomen koolmonoxide te meten, kon worden vastgesteld dat het gas op één plek is samengebald. Deze concentratie bevindt zich op 13 miljard kilometer van de ster – ongeveer driemaal de afstand zon-Neptunus. Waarom het gas zo’n compacte opeenhoping vormt is een raadsel.
Meer informatie en afbeeldingen op de Nederlandstalige ESO-website