Een internationaal team van astronomen heeft nog nooit eerder waargenomen structuren ontdekt in een stofschijf rond een nabije ster. Het gaat om snel bewegende, golfachtige bogen in de schijf rond de ster AU Microscopii op 32 lichtjaar van de aarde. De astronomen, onder wie Carsten Dominik van de Universiteit van Amsterdam en Christian Ginski van de Universiteit Leiden, gebruikten voor hun onderzoek het mede in Nederland gebouwde SPHERE-instrument. De resultaten worden op 8 oktober gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
AU Microscopii, of AU Mic, is een jonge, nabije ster omgeven door een grote stofschijf. In zo'n stofschijf ontstaan planeten. In 2014 bekeken de astronomen de ster voor het eerst met het toen nieuwe SPHERE-instrument op ESO’s Very Large Telescope in Noord-Chili. De resultaten van die waarnemingen zijn nu verwerkt.
40.000 kilometer per uur
In de opnamen uit 2014 zijn vijf golfachtige bogen te zien op verschillende afstanden van de ster. Ze doen denken aan rimpelingen in water, maar dan op enorme schaal. Toen de onderzoekers deze vreemde structuren zagen, besloten ze oude foto's erbij te pakken die de Hubble Ruimtetelescoop in 2010 en 2011 had gemaakt. Ook op die opnamen bleken de vreemde structuren te staan. De sterrenkundigen legden alle foto's op een rij en konden nu zien dat de rimpelingen waren verplaatst. En snel ook. De bogen bewegen van de ster af met een snelheid van meer dan 40.000 kilometer per uur.
Zulke hoge snelheden sluiten uit dat de rimpelingen zijn ontstaan door bijvoorbeeld een planeet die zich als een stofzuiger een weg door de schijf baant.
Een van de verklaringen voor de vreemde rimpelingen is dat de enorme zonnevlammen van AU Mic misschien materiaal aan een planeet hebben onttrokken. Dat materiaal zou dan nu, voortgestuwd door de kracht van zo’n uitbarsting, door de stofschijf vliegen.
Het team astronomen gaat AU Mic verder onderzoeken met behulp van SPHERE en met andere observatoria zoals ALMA. De wetenschappers denken dat het onderzoek meer inzicht oplevert over het ontstaan van stofwolken en planeten.
Nederlandse inbreng
Bij het internationale team van astronomen zijn ook onderzoekers uit Nederland. Het gaat om Carsten Dominik (Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde, Universiteit van Amsterdam) en om Christian Ginski (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden).
Het SPHERE-instrument is mede door Nederland ontwikkeld. De afkorting staat voor Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch. Het instrument wordt wel 'de planetenvinder van de Very Large Telescope' genoemd. Nederlandse sterrenkundigen, verenigd in de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie, zijn vanaf het begin bij SPHERE betrokken, eerst bij de haalbaarheidsstudies en later bij het ontwerp en de bouw. Sinds 2014 is het instrument in gebruik op de Very Large Telescope.
Het bijzondere aan SPHERE is dat het zwak licht kan opvangen in de buurt van fel licht. Astronomen vergelijken het wel eens met het fotograferen van een vuurvliegje bij een lichtmast. SPHERE heeft drie speciale camera's, filters en software die het felle sterlicht wegfilteren van het zwakke licht dat van planeten en stofschijven afkomt.
Carsten Dominik (UvA) werkt al sinds 2003 aan SPHERE. Hij leidde voor Nederland de ontwikkeling van ZIMPOL, de Nederlands-Zwitserse camera van het instrument, die gebouwd is in het NOVA-instrumentatielab in Dwingeloo: "Nog nooit eerder hebben we met zo'n grote ruimtelijke resolutie naar zulke zwakke schijnsels naast een heldere ster kunnen kijken. Dit laat zien dat we in Nederland wetenschappelijke visie met technologische kennis weten te verbinden om diepgaande vraagstukken aan te pakken."
Artikel in Nature
Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii. Anthony Boccaletti, et. al., Nature, 8 oktober 2015.
Mysterieuze rimpelingen racen door planeetvormende schijf
