Onze zon en de acht planeten in ons zonnestelsel zijn inmiddels zo oud, dat er weinig mogelijkheden zijn om iets te leren over hun ontstaansgeschiedenis. Astronomen kijken daarom naar jonge sterren die lijken op de zon, maar die ‘pas’ enkele miljoenen jaren geleden het eerste licht zagen. Rondom dergelijke jonge sterren bevindt zich een schijf van gas en stof, de protoplanetaire schijf, waarin nieuwe planeten ontstaan. Astronomen gingen er tot nu toe van uit, dat de warme binnendelen in de buurt van de centrale ster en de koude buitendelen van de schijf zich onafhankelijk van elkaar ontwikkelden. Uit recente waarnemingen met de Spitzer Ruimtetelescoop en radiotelescopen in de Verenigde Staten en Australië blijkt dit niet het geval te zijn.
“De kracht van ons werk zit hem vooral in het complementaire karakter van de telescopen”, zegt Dave Lommen. Met verschillende telescopen kan voor hetzelfde object andere informatie worden verkregen. De Spitzer Ruimtetelescoop neemt waar in het infrarood, waardoor hij het warme stof rond een jonge ster in kaart kan brengen. Spitzer is vooral gevoelig voor stofdeeltjes met een diameter van zand- en roetdeeltjes. Radiotelescopen daarentegen kijken bij langere golflengten en zijn vooral geschikt om naar de koude buitendelen van een protoplanetaire schijf te kijken. Vooral kiezels en rotsblokken worden dan zichtbaar. “Met Spitzer kijken we dus naar gebieden waar planeten zoals Venus of de aarde ontstaan”, vervolgt Lommen, “terwijl we met radiotelescopen vooral op zoek gaan naar planeten aan de rand van de schijf.”
Lommen en zijn collega’s onderzochten het stof rond een aantal jonge sterren. De modellen voorspelden dat planeetvorming in twee stappen plaatsvindt: eerst vormen planeten in de binnenschijf en pas later ontstaan ze in de buitenschijf. Jonge sterren met het grootste stof in de binnenschijf bleken echter ook reeds de grootste kiezels in de buitendelen te hebben. “Een bijzonder resultaat”, volgens Lommen, “want hieruit volgt dat ook in de buitenste delen van de schijf de groei van het stof al in een vroeg stadium begint. Het is van belang om precies op het goede moment naar een protoplanetaire schijf te kijken. Het is onmogelijk om planeten-in-wording nog waar te nemen wanneer de stofdeeltjes tot rotsblokken van een meter of groter zijn samengeklonterd. De planeten zijn dan pas weer te zien als ze helemaal zijn gevormd.
De figuur illustreert het gevonden verband tussen het stof in de binnenschijf en dat in de buitenschijf. Elke stip vertegenwoordigt een jonge ster met omringend stof, waargenomen met de Spitzer ruimtetelescoop en verschillende radiotelescopen. De plaats i
Een artistieke impressie van een dikke schijf van stof en gas rond een jonge ster. In deze protoplanetaire schijf vormen zich planeten. Credit: NASA/JPL-Caltech