Planeetvorming gaat gepaard met roetproductie

Een team van Leidse sterrenkundigen heeft aanwijzingen gevonden dat rond IRS48, een jonge ster vergelijkbaar met onze zon, een nieuwe planeet aan het ontstaan is. De vorming gaat gepaard met een opmerkelijke productie van ‘roet’. Astronoom Vincent Geers promoveert op 23 oktober aan de Leidse Sterrewacht op onderzoek naar deze zogenaamde polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) in de ruimte.

Planeten ontstaan uit gas en stof dat zich bevindt in een schijf rondom jonge, pasgevormde sterren. Deze schijven absorberen het licht van de ster en zenden dit vervolgens weer uit als warmtestraling in het infrarood. Vincent Geers heeft de afgelopen jaren met de Very Large Telescope in Chili onderzoek verricht aan jonge sterren met stofschijven. Een van deze sterren was IRS48.

“Wat direct opviel was de emissie van infrarood licht die typisch is voor grote koolstofmoleculen”, lichtte Geers toe. Deze grote moleculen bestaan uit meerdere koolstofringen, polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s), en moeten als kleine stofdeeltjes worden beschouwd. Op aarde kennen we deze PAK’s vooral als roet en door hun aanwezigheid in uitlaatgassen. In de ruimte kunnen PAK’s ook de basis vormen van complexe en misschien zelfs pre-biotische verbindingen.

“Rondom sterren zoals onze zon worden normaal geen PAK’s waargenomen, vermoedelijk omdat het licht van de sterren niet sterk genoeg is en de concentraties PAK’s ook te gering zijn. Maar bij IRS48 was duidelijk iets bijzonders aan de hand”, aldus Geers.

De stofschijf rond deze ster werd met het VLT-infraroodinstrument Visir onderzocht waardoor de herkomst van de stofdeeltjes in de schijf was te herleiden. Geers en collega’s vonden in de schijf een lege ring. Hoogstwaarschijnlijk veegt een proto-planeet (een planeet in wording) als een kosmische bezem door de schijf, waardoor ter plekke de dichtheid van gas en stof afneemt. Alleen voor de kleine stofdeeltjes, de PAK’s, bleek dit niet te gelden. Het is de eerste keer dat dit zo is waargenomen.

Geers vermoedt dat de protoplaneet het vrijkomen van kleine PAK’s stimuleert, bijvoorbeeld door botsingen. “Dat betekent dat het vinden van sterke PAK-signalen rondom jonge sterren zoals onze zon, een chemisch aanknopingspunt biedt in onze zoektocht naar nieuwe planeten.”