Gaan jonge dubbelsterren en planeten door één deur?

Denkbeeldige science fiction en space art beelden veelvuldig het aanzicht van twee sterren die op het punt staan om achter de horizon van een buitenaardse wereld te verdwijnen uit. Men heeft dan wel weten te constateren dat planeten in dergelijke binaire sterrensystemen ook daadwerkelijk zouden kunnen bestaan door in resonanties te draaien, maar dat geldt alleen voor volwaardige planeten. De vraag is of er ook een zogeheten accretieschijf, een schijf van stof en gas waar planeten uit geboren, kan ontstaan bij een dubbelstersysteem. Een team van onderzoekers denkt nu een antwoord op die vraag te hebben gevonden.

Observaties van alleenstaande jonge sterren met zo’n schijf hebben laten zien dat de voornaamste kracht die ervoor zorgt dat de schijf zich verspreidt de ster zelf is. De stellaire wind en stralingsdruk blaast de schijf doorgaans in een tijdsbestek van zes tot miljoen jaar weg. Sterren met meer massa en een hogere oppervlaktetemperatuur zullen hun schijf sneller verstrooien, maar dan wordt er geen rekening gehouden met het feit dat een groot aantal van dat soort sterren deel uitmaakt van een binair systeem. Zelfs voor nabije zonachtige sterren geldt dat circa zestig procent een metgezel heeft. Kan de gravitationele onrust en de extra intensiteit die twee sterren teweegbrengen ervoor zorgen dat een schijf verdwijnt voordat planeten zich hebben kunnen vormen?

Om hier een beter beeld van te krijgen, bestudeerde het team 22 jonge en vormende binaire sterrensysteem in de Orionnevel. Tijdens die zoektocht werd gezocht naar tekens die konden duiden op de aanwezigheid van een schijf en werd gebruik gemaakt van twee methoden. De eerste hield in dat men op zoek ging naar de uitstoot van nabij-infrarode straling. De onderzoekers dachten hiermee accretieschijven die geabsorbeerde energie als warmte uitstootten op het spoor te kunnen komen. De tweede methode was het spectroscopisch zoeken naar de uitstoot van de straling van bromine, dat vrijkomt wanneer het magnetisch veld van een jonge ster dit en andere elementen vanuit de schijf op het steroppervlak loodst.

Na analyse van de resultaten ontdekte het team dat ongeveer tachtig procent van de binaire systemen een actieve accretieschijf had. Men vond zowel systemen waarbij één van de sterren omgeven werd door een schijf als systemen waarbij beide objecten samen omgeven werden door stof en gas. Slechts in één systreem werd bewijs gevonden voor de aanwezigheid van een accretieschijf rond de minst massieve ster van de twee. Dat suggereert volgens de onderzoekers dat een schijf bij een minder massieve ster sneller verstrooid wordt en de kans dus kleiner is dat planeten zich bij een dergelijke ster in een binair systeem kunnen vormen.

De gemiddelde leeftijd van de geobserveerde sterren bedroeg echter slechts één miljoen jaar. Dit zou betekenen dat de studie niet veelomvattend genoeg is om te bepalen of planeten wel of niet kunnen ontstaan in de meeste dubbelstersystemen. Maar voor het team van onderzoekers is dat een uitgesproken zaak: bijna veertig van alle exoplaneten die tot op de dag van vandaag ontdekt zijn, bevinden zich in binaire systemen waarin de afstand tussen beide sterren groter is dan 100AE, oftewel honderd maal de afstand tussen de aarde en de zon. Die afstand is volgens hen groot genoeg om te constateren dat de geboorte van planeten bij de ene ster niet hevig verstoord zal worden door de metgezelster.