Persbericht

Baanbrekend onderzoek onthult geheimen van planeetgeboorte rond tientallen sterren

5 maart 2024

Met een reeks onderzoeken heeft een team van astronomen nieuw licht geworpen op het fascinerende en complexe proces van de planeetvorming. De weergaloze opnamen, vastgelegd met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili, vormen een van de grootste inventarisaties van planeet-vormende schijven die ooit zijn gedaan. De onderzoeken omvatten waarnemingen van meer dan tachtig jonge sterren, waaromheen mogelijk planeten aan het ontstaan zijn. Dit levert astronomen een schat aan gegevens en unieke inzichten op over de manier waarop planeten in verschillende delen van ons sterrenstelsel ontstaan.

 

Dit is echt een omslag binnen ons onderzoeksgebied,’ zegt Christian Ginski, docent aan de Universiteit van Galway (Ierland) en hoofdauteur van een van de drie nieuwe onderzoeksartikelen die vandaag in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd. ‘We hebben de overstap gemaakt van de diepgaande studie van afzonderlijke stersystemen naar dit enorme overzicht van complete stervormingsgebieden.

Tot op heden zijn meer dan vijfduizend planeten ontdekt die om andere sterren dan de zon draaien, vaak in stelsels die duidelijk verschillen van ons eigen zonnestelsel. Om te begrijpen waar en hoe deze diversiteit ontstaat, moeten astronomen de stof- en gasrijke schijven rond jonge sterren waarnemen – de kraamkamers van het planeetvormingsproces. Deze zijn het best te vinden in de enorme gaswolken waarin de sterren zelf worden gevormd.

De nieuwe beelden laten zien dat planeet-vormende schijven net zo divers zijn als volgroeide planetenstelsels. ‘Sommige van deze schijven vertonen enorme spiraalarmen, die vermoedelijk worden aangedreven door het subtiele ballet van rondcirkelende planeten,’ zegt Ginski. ‘Andere vertonen ringen en grote holtes die door planeten-in-wording zijn uitgesleten, terwijl weer andere egaal lijken en zich bijna niets van de drukte om hen heen aantrekken,’ voegt Antonio Garufi, astronoom aan het Astrofysisch Observatorium van Arcetri van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF) en hoofdauteur van een van de artikelen, toe.

Het team onderzocht in totaal 86 sterren in drie verschillende stervormingsgebieden binnen ons Melkwegstelsel: Taurus en Kameleon I, beide op ongeveer zeshonderd lichtjaar van de aarde, en Orion, een gasrijke wolk op een afstand van ongeveer 1600 lichtjaar waarvan bekend is dat deze de geboorteplaats is van diverse sterren die meer massa hebben dan de zon. De waarnemingen zijn gedaan door een groot internationaal team van wetenschappers uit meer dan tien landen.

De dataset leverde verschillende belangrijke inzichten op. In de Orionwolk ontdekte het team bijvoorbeeld dat omvangrijke planeet-vormende schijven minder vaak voorkomen bij sterren in groepen van twee of meer. Dit is een belangrijk resultaat, omdat de meeste sterren in ons Melkwegstelsel, anders dan de zon, een of meer begeleiders hebben. Daarnaast suggereert het ongelijkmatige uiterlijk van de schijven in dit gebied dat zich daarin zware planeten verschuilen, die ervoor kunnen zorgen dat de schijven kromtrekken en scheef komen te staan.

Hoewel planeet-vormende schijven zich kunnen uitstrekken over afstanden honderden keren groter dan de afstand tussen de aarde en de zon, zijn ze dermate ver van ons verwijderd dat ze zich als nietige stipjes vertonen. Om deze schijven te kunnen waarnemen, maakte het team gebruik van het geavanceerde Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument (SPHERE) van ESO’s VLT. Het ultramoderne adaptieve optische systeem van SPHERE corrigeert de beeldverstorende effecten van de aardatmosfeer, wat haarscherpe beelden van de schijven oplevert. Hierdoor was het team in staat om schijven vast te leggen rond sterren van amper een halve zonsmassa, die normaal gesproken te zwak zijn voor de meeste andere instrumenten van dit moment.

Aanvullende gegevens voor het onderzoek werden verkregen met het X-shooter-instrument van de VLT, waarmee astronomen konden bepalen hoe jong en hoe zwaar de sterren zijn. De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin ESO partner is, hielp het team om meer te weten te komen over de hoeveelheid stof rondom sommige sterren.

Naarmate de technologie vordert, hoopt het team nog dieper in het hart van planeet-vormende stelsels te kunnen duiken. De 39 meter grote spiegel van ESO’s toekomstige Extremely Large Telescope (ELT), bijvoorbeeld, zal het team in staat stellen om de naaste omgeving van jonge sterren te onderzoeken, waar zich rotsachtige planeten zoals de onze zouden kunnen vormen.

Voor nu bieden de spectaculaire nieuwe beelden de onderzoekers een schat aan gegevens om het vraagstuk van de planeetvorming te ontrafelen. ‘Het is bijna poëtisch dat de processen die ons dichter bij de vorming van planeten, en uiteindelijk ook het ontstaan van leven in ons zonnestelsel leiden, zo wonderschoon zijn,’ besluit Per-Gunnar Valegård, promovendus aan de Universiteit van Amsterdam, die leiding gaf aan het Orion-onderzoek. Valegård, die tevens parttime docent is aan de International School Hilversum, hoopt dat de beelden zijn leerlingen zullen inspireren om in de toekomst wetenschapper te worden.

Meer informatie

 

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in drie onderzoeksartikelen die in Astronomy & Astrophysics verschijnen. De gepresenteerde data zijn verzameld in het kader van het guaranteed time programme van het SPHERE-consortium, en het ESO Large Programme DESTINYS (Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars).

‘The SPHERE view of the Chamaeleon I star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs’ (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244005)

Dit onderzoeksteam bestaat uit C. Ginski (Universiteit van Galway, Ierland; Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden [Leiden]; Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde, Universiteit van Amsterdam, [API]), R. Tazaki (API), M. Benisty (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Frankrijk [Grenoble]), A. Garufi (INAF, Astrofysisch Observatorium van Arcetri, Italië), C. Dominik (API), Á. Ribas (Europese Zuidelijke Sterrenwacht, Chili [ESO Chile]), N. Engler (ETH Zürich, Instituut voor Deeltjesfysica en Astrofysica, Zwitserland), J. Hagelberg (Sterrenwacht van Genève, Universiteit van Genève, Zwitserland), R.G. van Holstein (ESO Chile), T. Muto (Division of Liberal Arts, Kogakuin University, Japan), P. Pinilla (Max-Planck-Institut für Astronomie, Duitsland [MPIA]; Mullard Space Science Laboratory, University College London, VK), K. Kanagawa (Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, Japan), S. Kim (Department of Astronomy, Tsinghua University, China), N. Kurtovic (MPIA), M. Langlois (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, CNRS, UCBL, Frankrijk), J. Milli (Grenoble), M. Momose (College of Science, Ibaraki University, Japan [Ibaraki]), R. Orihara (Ibaraki), N. Pawellek (Department of Astrophysics, Universiteit van Wenen, Oostenrijk), T.O.B. Schmidt (Sterrenwacht Hamburg, Duitsland), F. Snik (Leiden) en Z. Wahhaj (ESO Chile).

‘The SPHERE view of the Taurus star-forming region: The full census of planet-forming disks with GTO and DESTINYS programs’ (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347586)

Dit onderzoeksteam bestaat uit A. Garufi (INAF, Astrofysisch Observatorium van Arcetri, Italië, [INAF Arcetri]), C. Ginski (Universiteit van Galway, Ierland), R.G. van Holstein (Europese Zuidelijke Sterrenwacht, Chili [ESO Chile]), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Frankrijk; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Frankrijk [Grenoble]), C.F. Manara (Europese Zuidelijke Sterrenwacht, Duitsland), S. Pérez (Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons [YEMS]; Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chili [Santiago]), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, VK), A. Ribas (Institute of Astronomy, Universiteit van Cambridge, VK), P. Weber (YEMS, Santiago), J. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, VS), L. Cieza (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chili [Diego Portales]; YEMS), C. Dominik (Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde, Universiteit van Amsterdam, [API]), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italië), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, VS), A. Zurlo (Diego Portales; YEMS), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, VS), J. Hagelberg (Sterrenwacht van Genève, Universiteit van Genève, Zwitserland), Th. Henning (Max-Planck-Institut für Astronomie, Duitsland [MPIA]), M.R. Hogerheijde (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden; API), M. Janson (Department of Astronomy, Stockholm University, Zweden), F. Ménard (Grenoble), S. Messina (INAF – Osservatorio Astrofisico di Catania, Italië), M.R. Meyer (Department of Astronomy, The University of Michigan, VS), C. Pinte (School of Physics and Astronomy, Monash University, Australië; Grenoble), S. Quanz (ETH Zürich, Department of Physics, Zwitserland [Zürich]), E. Rigliaco (Osservatorio Astronomico di Padova, Italië [Padova]), V. Roccatagliata (INAF Arcetri), H.M. Schmid (Zürich), J. Szulágyi (Zürich), R. van Boekel (MPIA), Z. Wahhaj (ESO Chile), J. Antichi (INAF Arcetri), A. Baruffolo (Padova) en T. Moulin (Grenoble).

“Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): The SPHERE view of the Orion star-forming region” (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202347452)

Dit onderzoeksteam bestaat uit P.-G. Valegård (Anton Pannekoek Instituut voor Sterrenkunde, Universiteit van Amsterdam, [API]), C. Ginski (Universiteit van Galway, Ierland), A. Derkink (API), A. Garufi (INAF, Astrofysisch Observatorium van Arcetri, Italië), C. Dominik (API), Á. Ribas (Institute of Astronomy, Universiteit van Cambridge, VK), J.P. Williams (Institute for Astronomy, University van Hawaï, VS), M. Benisty (University of Grenoble Alps, CNRS, IPAG, Frankrijk), T. Birnstiel (University Observatory, Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Duitsland [LMU]; Exzellenzcluster ORIGINS, Duitsland), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italië), G. Columba (Department of Physics and Astronomy ‘Galileo Galilei’ – Universiteit van Padua, Italië; INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Italië), M. Hogerheijde (API; Sterrewacht Leiden [Leiden]), R.G. van Holstein (Europese Zuidelijke Sterrenwacht, Chili), J. Huang (Department of Astronomy, Columbia University, VS), M. Kenworthy (Leiden), C.F. Manara (Europese Zuidelijke Sterrenwacht, Duitsland), P. Pinilla (Mullard Space Science Laboratory, University College London, VK), Ch. Rab (LMU; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Duitsland), R. Sulaiman (Department of Physics, American University of Beirut, Libanon), A. Zurlo (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chili; Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chili; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons).

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals surveytelescopen zoals VISTA. Ook zal ESO op Paranal de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’ – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving.

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van ESO, de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO (namens haar lidstaten), door de NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan, en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). De bouw en het beheer van ALMA worden geleid door ESO (namens haar lidstaten); door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dat namens Noord-Amerika wordt bestuurd door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO). 

Links

Contact

Christian Ginski
University of Galway
Galway, Ireland
E-mail: christian.ginski@universityofgalway.ie

Antonio Garufi
INAF’s Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
E-mail: antonio.garufi@inaf.it

Per-Gunnar Valegård
University of Amsterdam
E-mail: p.g.valegard@uva.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mob: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Dit is een vertaling van ESO-persbericht eso2405.

Over dit bericht

Persberichten nr.:eso2405nl
Type:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Instruments:SPHERE, X-shooter

Afbeeldingen

Planeet-vormende schijven in drie wolken binnen ons Melkwegstelsel
Planeet-vormende schijven in drie wolken binnen ons Melkwegstelsel
Planeet-vormende schijven in de Orionwolk
Planeet-vormende schijven in de Orionwolk
Planeet-vormende schijven in de Tauruswolk
Planeet-vormende schijven in de Tauruswolk
Planeet-vormende schijven in de Kameleonwolk
Planeet-vormende schijven in de Kameleonwolk
De planeet-vormende schijf MWC 758, zoals gezien door SPHERE en ALMA
De planeet-vormende schijf MWC 758, zoals gezien door SPHERE en ALMA

Video's

Onderzoek onthult de geheimen van de geboorte van planeten rond tientallen sterren (ESOcast 270 Light)
Onderzoek onthult de geheimen van de geboorte van planeten rond tientallen sterren (ESOcast 270 Light)