Dat de Zon een gewone ster is tussen andere sterren is al lang
bekend. Dat planeten ook voorkomen bij andere sterren weten we pas
sinds einde 1995 toen twee Zwitserse astronomen, Mayor en Queloz, de
eerste ster vonden waarvan de snelheid voortdurend en met grote
regelmaat een beetje varieert zodat de oorzaak van de veranderingen
wel een planeet moet zijn. In de afgelopen paar jaar zijn nog een
tiental andere, soortgelijke sterren gevonden; maandelijks komen er
meer bij.
Maar hoe gewoon is het dat bij de vorming van een ster ook planeten
zich vormen? Hebben praktisch alle sterren een of meer
planeten bij zich of is dat heel uitzonderlijk? Het werk zoals dat van
Mayor's team heeft hierover nog weinig kunnen berichten. Er is echter
nog een andere, zelfs oudere methode om planeetvormingsactiviteit vast
te stellen: meting van de infrarood straling laat zien dat sommige sterren
omgeven zijn door een schijf van gruis, kleine
korreltjes van het soort materiaal waaruit planeten als de Aarde
ontstaan zijn. De eerste ster, waarbij dit werd gevonden was Wega, de
helderste ster in het sterrebeeld de Lier; de vondst was een
toevalstreffer van de eerste kunstmaan voor infrarood sterrekunde, de
Amerikaans/Nederlandse/Britse IRAS-satelliet die in 1983 actief was.
Met IRAS werden nog een tiental andere, soortgelijke sterren ontdekt
maar helaas was deze satelliet niet voldoende gevoelig om vast te
stellen bij welke soort sterren de infrarode activiteit ontbreekt.
Daarom bleef het onduidelijk hoe vaak planeetvorming optreedt.
Nieuwe informatie komt nu uit de analyse van metingen verricht in 1996
en 1997 met de kunstmaan ISO ("Infrared Space Observatory") van ESA,
het Europese Ruimte Agentschap. Dit blijkt uit een ``letter to the
Editor'' in "Nature" te publiceren op 30 september 1999: De 10 auteurs
uit zes verschillende ESA landen, onder leiding van H.J. Habing van
de Universiteit van Leiden, bestudeerden een groep van 84 sterren,
allemaal dicht bij de Zon, sterren waarvan veelvuldig en gedetailleerd
onderzoek tot nu toe niets bijzonders had opgeleverd: stuk voor stuk
"modale" sterren. Uit wat al over deze sterren bekend was kon
nauwkeurig worden voorspeld hoeveel koele infrarood straling elke ster
uitzendt bij golflengtes van 60 en 100 micrometer. Met behulp van ISO
werd gemeten dat 69 van de 84 sterren evenveel straling produceren als
was voorspeld, en dat in 15 gevallen de ster aanzienlijk meer
infrarood straling uitzond: deze 15 hebben naar alle
waarschijnlijkheid een planeetvormende schijf om zich heen. Door
vervolgens de leeftijd van de sterren te bepalen bleek dat meer dan
60% van de sterren jonger dan 400 miljoen jaar zo'n schijf hebben en
slechts 10% van de oudere sterren: na ongeveer 400 millioen jaar is de
schijf verdwenen.
Berekeningen laten zien dat de korreltjes vanzelf verdwijnen in minder
dan 1 millioen jaar; ze vallen op de ster of ze worden door de
lichtdruk van de ster weggeblazen de ruimte in. Waarom zien we ze dan
nog om sterren die honderd keer langer bestaan? Er moet ergens een
voorraadschuur zijn waaruit steeds weer nieuwe korreltjes te
voorschijn komen. Ons zonnestelsel levert het antwoord wat die
voorraadschuur is: grote brokstukken, "kleine planeten" genaamd,
waarvan enkele duizenden bekend zijn, botsen regelmatig op elkaar,
vergruizelen en leveren zo nieuwe korreltjes van hetzelfde materiaal.
Dergelijke brokstukken zijn onzichtbaar bij andere sterren maar zouden
daar heel goed kunnen zijn gevormd. Het is gemakkelijk uit te rekenen
hoe veel materiaal deze voorraadschuur moet bevatten en dat is ruim
genoeg materiaal om planeten van te vormen.
Dat niet alleen kleine planeten zich vormen in een dergelijke schijf,
leiden de auteurs af uit het verdwijnen van de schijf. Het is bekend
dat grote planeten de ruimte om zich heen schoonvegen: duidelijke
aanwijzigingen voor zo'n "clean-up" zijn gevonden in ons Zonnestelsel.
De beste aanwijzing volgt uit de leeftijden van kraters op de Maan,
die ontstaan zijn door inslagen van kleine planeten. Van rotsen die
door astronauten van de Maan zijn meegenomen is de leeftijd onderzocht
en daaruit volgde dat in de begintijd van ons zonnestelsel de Maan
veel zwaarder werd gebombardeerd dan later en dat aan dit "zware
bombardement" in korte tijd een einde is gekomen. Er zijn ook
aanwijzingen dat manen van Jupiter in diezelfde tijd zwaar zijn
gebombardeerd. Een goede verklaring voor het plotselinge einde is er
nog niet, maar vermoed wordt dat de planeet Jupiter, die in een
betrekkelijk korte tijd is ontstaan toen de Zon ook nog heel jong was,
door zijn grote massa de meeste kleine planeten heeft verjaagd. De
nieuwe gegevens suggereren zo dat ook deze ISO schijven door grote
planeten zijn schoongeveegd.
Nadere informatie:
H.J. Habing
Universiteit van Leiden
tel. 071 527 5916
habing@strw.leidenuniv.nl
C. Dominik, Universiteit van Amsterdam
tel. 020 525 7477
dominik@astro.uva.nl