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 minder zwaar 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 het mede in Nederland ontworpen en gebouwde MIRI-instrument dat zich op de ruimtetelescoop bevindt.
Eerste ethaan buiten zonnestelsel
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."
Volgens Inga Kamp (Rijksuniversiteit Groningen) die mede-projectleider is van het onderzoek naar planeetvormende schijven, wordt het steeds duidelijker dat de planeetvormende schijven rond lichte sterren behoorlijk verschillen van die rond zon-achtige sterren. Kamp: "Bij de zon-achtige sterren zien we veel meer zuurstofhoudende moleculen zoals water en kooldioxide. Bij de lichte sterren zien we een overvloed van koolwaterstoffen."
MINDS
Dit enorme verschil in chemische samenstelling kan mogelijk doorvertalen naar de samenstelling van aardachtige planeten die rond lichte sterren vormen. "Het is fascinerend om te speculeren dat ze mogelijk heel anders zijn dan de planeten in ons zonnestelsel," voegt Kamp toe.
Het onderzoek vond plaats binnen de MIRI mid-INfrared Disk Survey (MINDS). Astronomen uit Groningen, Leiden en Nijmegen maken deel uit van het team. 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.
Artistieke weergave van een protoplanetaire schijf rond een heel lichte ster. (c) NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC) [diverse resoluties]
Zie ook een Engelse versie door het Max-Planck-Institut für Astronomie