Astronomen hopen dat NASA's nieuwe Space Infrared Telescope Facility meer vragen zal beantwoorden over hoe schijven van gas en stof veranderen in een planetair systeem. SIRTF zou door het verduisterende materiaal moeten kunnen turen om deze ontbrekende schakel van planetaire vorming te onthullen. Op een bepaald moment in de evolutie van het systeem wordt massa opgegeten door de ster, uitgeworpen in de ruimte of getransformeerd in planeten - SIRTF kan helpen dit raadsel op te lossen.
Net zoals antropologen 'de ontbrekende schakel' tussen apen en mensen zochten, gaan astronomen op zoek naar een ontbrekende schakel in de planetaire evolutie. Alleen in plaats van stoffige velden en versleten scheppen is hun laboratorium het universum en hun favoriete instrument is NASA's nieuwe Space Infrared Telescope Facility.
Gelanceerd op 25 augustus, zal NASA's vierde en laatste Grote Sterrenwacht binnenkort zijn hightech infrarood ogen richten op, onder andere hemellichamen, de stoffige schijven rond sterren waar planeten worden geboren.
Terwijl andere telescopen op de grond en in de ruimte deze wervelende 'circumstellaire' schijven, zowel jong als oud, hebben ontdekt, hebben ze om verschillende redenen schijven van middelbare leeftijd gemist. Met de ongekende gevoeligheid en resolutie van de Space Infrared Telescope Facility kan deze leemte worden opgevuld? en beantwoord daarbij fundamentele vragen over hoe planeten, ook die op de aarde lijken, zich kunnen vormen.
"Met de Space Infrared Telescope Facility verwachten we veel planetaire schijven te zien in alle stadia van ontwikkeling", zegt Dr. Karl Stapelfeldt van JPL, een wetenschapper met de missie. "Door te bestuderen hoe ze in de loop van de tijd veranderen, kunnen we misschien bepalen welke omstandigheden de vorming van planeten bevorderen."
Circumstellaire schijven zijn een natuurlijke stap in de evolutie van sterren. Sterren beginnen hun leven als dichte cocons van gas en stof, en als de druk en de zwaartekracht beginnen, gaan ze samensmelten en om hen heen krijgt een platte ring van gas en stof vorm. Naarmate sterren ouder worden, zuigen ze materiaal van deze schijf in hun kern. Uiteindelijk wordt een evenwichtstoestand bereikt, waardoor een meer volwassen ster wordt omcirkeld door een stabiele puinschijf.
Het is rond deze tijd, ongeveer 10 miljoen jaar in de levensduur van de ster, dat astronomen geloven dat planeten ontstaan. Men denkt dat stofdeeltjes in de schijven botsen om grotere lichamen te vormen, die uiteindelijk gaten in de schijven wegvegen, net zoals die tussen de ringen van Saturnus liggen.
'Je kunt planeten zien als sloopkogels die puin opruimen of als modder verzamelen', zegt dr. George Rieke, hoofdonderzoeker van een van de drie wetenschappelijke instrumenten aan boord van het observatorium.
Infraroodtelescopen kunnen de gloed van het kosmische stof waar deze schijven uit bestaan, waarnemen; ze kunnen echter niet rechtstreeks planeten detecteren. Planeten hebben een kleinere oppervlakte dan hun equivalent in stofdeeltjes en geven dus minder infrarood licht af. Dit is dezelfde reden waarom koffie wordt gemalen voordat het wordt gezet: het grotere gecombineerde oppervlak van de koffiebonen resulteert in een robuustere koffiepot.
Eerdere waarnemingen van circumstellaire schijven vallen over het algemeen in twee categorieën: jonge, ondoorzichtige schijven (protoplanetaire schijven genoemd) met meer dan voldoende massa om te passen bij de planetaire lichamen van ons eigen zonnestelsel; of oudere, transparante schijven (puinschijven genoemd) met een massa gelijk aan een paar manen en donutachtige gaten in het midden. Schijven van middelbare leeftijd die deze twee ontwikkelingsfasen met elkaar verbinden, zijn onopgemerkt gebleven.
Een van de vragen die astronomen hopen te beantwoorden met de Space Infrared Telescope Facility is: Wat is er gebeurd met alle massa die in de jongere schijven is waargenomen? Ergens in hun evolutie wordt massa ofwel opgegeten door de ster, uitgestoten door de ster? of getransformeerd in planeten die in de donutgaten van de schijven liggen. Door de samenstelling en structuur van de "missing link" -schijven te analyseren, hopen astronomen dit raadsel op te lossen en beter te begrijpen hoe planetaire systemen zoals die van ons evolueerden.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
