Deze afbeelding toont de bruine dwerg ISO-Oph 102, of Rho-Oph 102, in het Rho Ophiuchi-stervormingsgebied. Dankwoord: Davide De Martin
Bruine dwergen bewonen een soort vage lijn tussen sterren en planeten: hun massa is schijnbaar te klein om volwaardige sterren te zijn en toch zijn ze te groot om planeten te zijn. Deze vage sterren zijn pas in 1995 ontdekt, maar volgens de huidige schattingen zouden bruine dwergen net zo talrijk kunnen zijn als normale sterren in ons sterrenstelsel. Nu hebben astronomen een bruine dwerg gevonden met een stoffige schijf eromheen, net als de schijven die gewone, jonge sterren omringen. Het bevat vaste korrels van millimeterformaat, en rond andere pasgeboren sterren vormen deze schijven van kosmisch stof de plek waar planeten worden gevormd. Astronomen zeggen dat deze verrassende vondst theorieën over hoe rotsachtige planeten op aardschaal zich vormen, uitdaagt, en suggereert dat rotsachtige planeten in het heelal misschien nog wel vaker voorkomen dan verwacht.
Men denkt dat rotsachtige planeten ontstaan door de willekeurige botsing en aan elkaar plakken van wat aanvankelijk microscopisch kleine deeltjes zijn in de schijf van materiaal rond een ster. Deze kleine korrels lijken op zeer fijn roet of zand. In de buitenste gebieden rond een bruine dwerg verwachtten astronomen echter dat korrels niet konden groeien omdat de schijven te dun waren en dat deeltjes na botsing te snel zouden bewegen om aan elkaar te plakken. Ook zeggen de gangbare theorieën dat alle korrels die zich vormen snel naar de centrale bruine dwerg zouden moeten bewegen en uit de buitenste delen van de schijf zouden verdwijnen waar ze konden worden gedetecteerd.
"We waren volledig verrast toen we korrels van millimeterformaat aantroffen in dit dunne schijfje", zegt Luca Ricci van het California Institute of Technology, USA, die een team van astronomen leidde in de Verenigde Staten, Europa en Chili. "Vaste korrels van die grootte zouden zich niet moeten kunnen vormen in de koude buitengebieden van een schijf rond een bruine dwerg, maar het lijkt erop dat ze dat wel doen. We kunnen niet zeker weten of een hele rotsachtige planeet zich daar zou kunnen ontwikkelen of dat al heeft gedaan, maar we zien de eerste stappen, dus we zullen onze veronderstellingen moeten veranderen over de omstandigheden die nodig zijn om vaste stoffen te laten groeien, ”zei hij .
Artistieke impressie van de schijf van stof en gas rond een bruine dwerg. Krediet: ESO
Ricci en zijn team gebruikten de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) voor hun waarnemingen. Ook al is de telescoop nog niet helemaal af, dankzij de hoge resolutie van ALMA kon het team koolmonoxidegas rond de bruine dwerg lokaliseren - de eerste keer dat koud moleculair gas in zo'n schijf werd gedetecteerd. Deze ontdekking, samen met de millimeterkorrels, suggereert dat de schijf veel meer lijkt op die rond jonge sterren dan eerder werd verwacht.
ALMA, gelegen in de Chileense woestijn op grote hoogte, is een verzameling schotelantennes met hoge precisie die samenwerken als één grote telescoop om het heelal te observeren in millimetergolflengten, waardoor observaties van extreme details en gevoeligheid mogelijk worden. De bouw van ALMA staat gepland voor 2013, maar astronomen begonnen in 2011 met een gedeeltelijke reeks ALMA-schotels te observeren.
De astronomen wezen ALMA op de jonge bruine dwerg ISO-Oph 102, ook bekend als Rho-Oph 102, in het stervormingsgebied Rho Ophiuchi in het sterrenbeeld Ophiuchus. De bruine dwerg heeft ongeveer 60 keer de massa van Jupiter, maar slechts 0,06 keer die van de zon, en heeft dus te weinig massa om de thermonucleaire reacties te laten ontbranden waardoor gewone sterren schijnen. Het zendt echter warmte uit die vrijkomt bij zijn langzame zwaartekrachtcontractie en schijnt zwak met een roodachtige kleur.
De astronomen konden vaststellen dat de korrels in de schijf een millimeter of meer groot zijn.
"ALMA is een krachtig nieuw hulpmiddel voor het oplossen van mysteries van de vorming van planetaire systemen", zegt Leonardo Testi van ESO, lid van het onderzoeksteam. “Als we dit zouden proberen met telescopen van de vorige generatie, zou het bijna een maand hebben gekost - in de praktijk onmogelijk lang. Maar met slechts een kwart van ALMA's laatste antennes, konden we het in minder dan een uur doen! " hij zei.
Wanneer ALMA is voltooid, hoopt het team de telescoop opnieuw in de richting van Rho-Oph 102 en andere soortgelijke objecten te draaien.
'We zullen binnenkort niet alleen de aanwezigheid van kleine deeltjes in schijven kunnen detecteren', zei Ricci, 'maar ook in kaart kunnen brengen hoe ze over de circumstellaire schijf zijn verspreid en hoe ze reageren op het gas dat we ook in de schijf hebben gedetecteerd. . Dit zal ons helpen beter te begrijpen hoe planeten ontstaan. ”
Bron: ESO
