Opvatting van de kunstenaar over een mogelijke botsing rond BD +20 307. Afbeeldingscredit: Gemini Observatory / Jon Lomberg. Klik om te vergroten
Een relatief jonge ster op ongeveer 300 lichtjaar afstand verbetert ons begrip van de vorming van aardachtige planeten enorm.
De ster, die de bescheiden naam BD +20 307 draagt, is gehuld in de stoffigste omgeving die ooit zo dicht bij een zonachtige ster is gezien, ruim na zijn vorming. Aangenomen wordt dat het warme stof afkomstig is van recente botsingen van rotsachtige lichamen op afstanden van de ster die vergelijkbaar zijn met die van de aarde van de zon. De resultaten waren gebaseerd op waarnemingen bij de Gemini en W.M. Keck Observatories, en werden gepubliceerd in het nummer van 21 juli van het Britse wetenschappelijke tijdschrift Nature.
Deze bevinding ondersteunt het idee dat vergelijkbare botsingen van rotsachtige lichamen vroeg in de vorming van ons zonnestelsel ongeveer 4,5 miljard jaar geleden plaatsvonden. Bovendien zou dit werk tot meer van dit soort ontdekkingen kunnen leiden, wat erop zou kunnen wijzen dat de rotsachtige planeten en manen van ons innerlijke zonnestelsel niet zo zeldzaam zijn als sommige astronomen vermoeden.
?We hadden geluk. Deze reeks waarnemingen is als het vinden van de spreekwoordelijke naald in de hooiberg? zei Inseok Song, de astronoom van het Gemini Observatorium die het in de VS gevestigde onderzoeksteam leidde. ? Het stof dat we hebben gedetecteerd is precies wat we zouden verwachten van botsingen van rotsachtige asteroïden of zelfs objecten van planeetformaat, en om dit stof zo dicht bij een ster als onze zon te vinden, botst de betekenis omhoog. Ik kan echter niet anders dan denken dat astronomen nu meer gemiddelde sterren zullen vinden waar dergelijke botsingen hebben plaatsgevonden. "
Jarenlang hebben astronomen honderdduizenden sterren geduldig bestudeerd in de hoop er een te vinden met een infraroodstofsignatuur (de kenmerken van het door het stof geabsorbeerde, opgewarmde en opnieuw uitgezonden sterrenlicht) dat zo sterk is als deze bij Earth-to-Sun afstanden van de ster. "De hoeveelheid warm stof bij BD + 20 307 is zo ongekend dat het me niet zou verbazen als het het gevolg was van een enorme botsing tussen objecten van planeetformaat, bijvoorbeeld een botsing zoals die waarvan veel wetenschappers denken dat ze de maan van de aarde vormden , ”Zei Benjamin Zuckerman, UCLA-hoogleraar natuurkunde en astronomie, lid van NASA's Astrobiology Institute en co-auteur van het artikel. Het onderzoeksteam omvatte ook Eric Becklin van UCLA en Alycia Weinberger, voorheen bij UCLA en nu bij de Carnegie Institution.
BD +20 307 is iets zwaarder dan onze zon en ligt in het sterrenbeeld Ram. De grote stofschijf die de ster omringt is bekend sinds astronomen in 1983 met de Infrared Astronomical Satellite (IRAS) een teveel aan infraroodstraling hebben gedetecteerd. De waarnemingen van Gemini en Keck zorgen voor een sterke correlatie tussen de waargenomen emissies en stofdeeltjes van de grootte en temperaturen verwacht door de botsing van twee of meer rotsachtige lichamen dicht bij een ster.
Omdat de ster naar schatting ongeveer 300 miljoen jaar oud is, moeten alle grote planeten die in een baan rond BD +20 307 zouden kunnen draaien, al gevormd zijn. De dynamiek van rotsachtige restanten van het planetaire formantieproces kan echter worden gedicteerd door de planeten in het systeem, zoals Jupiter deed in ons vroege zonnestelsel. De botsingen die verantwoordelijk zijn voor het waargenomen stof moeten tussen lichamen zijn geweest die minstens zo groot zijn als de grootste asteroïden die vandaag in ons zonnestelsel aanwezig zijn (ongeveer 300 kilometer breed). "Welke massale botsing ook plaatsvond, het slaagde erin om veel rock volledig te verpulveren", zei teamlid Alycia Weinberger.
Gezien de eigenschappen van dit stof schat het team dat de botsingen niet meer dan ongeveer 1000 jaar geleden hadden kunnen plaatsvinden. Een langere geschiedenis zou het fijne stof (ongeveer zo groot als sigarettenrookdeeltjes) voldoende tijd geven om naar de centrale ster te worden gesleept.
De stoffige omgeving rond BD +20 307 wordt beschouwd als vrij gelijkaardig, maar veel slanker dan wat overblijft van de vorming van ons zonnestelsel. "Wat zo verbazingwekkend is, is dat de hoeveelheid stof rond deze ster ongeveer een miljoen keer groter is dan het stof rond de zon", zei UCLA-teamlid Eric Becklin. In ons zonnestelsel verspreidt het overgebleven stof zonlicht om een extreem zwakke gloed te creëren die het zodiakale licht wordt genoemd (zie afbeelding hierboven). Het kan enkele uren na de avond of voor de ochtendschemering onder ideale omstandigheden met het blote oog worden gezien.
De observaties van het team werden verkregen met behulp van Michelle, een mid-infraroodspectrograaf / imager gebouwd door het UK Astronomy Technology Centre, op de Frederick C. Gillette Gemini North Telescope en de Long Wavelength Spectrograph (LWS) bij de W.M. Keck Observatory op Keck I.
Oorspronkelijke bron: Gemini Observatory News Release
