Gedetailleerde foto's van de nabije ster Beta Pictoris door de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat deze wordt omcirkeld door twee stofschijven. Extra materiaal wordt aangetrokken door de planeet en wordt gevormd tot een tweede schijf. De stofschijf werd voor het eerst ontdekt door grondtelescopen in 1984 en vervolgens gezien door Hubble in 1995.
Gedetailleerde afbeeldingen van de nabije ster Beta Pictoris, gemaakt door NASA's Hubble-ruimtetelescoop, bevestigen het bestaan van niet één maar twee stofschijven die de ster omringen. De afbeeldingen bieden verleidelijk nieuw bewijs voor ten minste één planeet van Jupiter-grootte die in een baan om Beta Pictoris draait.
De bevinding beëindigt een decennium van speculatie dat een vreemde kromming in de puinschijf van de jonge ster eigenlijk een andere hellende schijf kan zijn. De recente Hubble Advanced Camera for Surveys-weergave - het best zichtbare lichtbeeld van Beta Pictoris - toont duidelijk een duidelijke secundaire schijf die ongeveer 4 graden van de hoofdschijf is gekanteld. De secundaire schijf is zichtbaar tot ongeveer 24 miljard mijl van de ster en strekt zich waarschijnlijk nog verder uit, aldus astronomen.
De bevinding, door een team van astronomen onder leiding van David Golimowski van de Johns Hopkins University in Baltimore, MD, verschijnt in het juni 2006 nummer van het Astronomical Journal. Om de zwakke schijf te zien, gebruikten astronomen de Advanced Camera for Surveys 'coronagraaf, die het licht van Beta Pictoris blokkeerde. De schijf is zwakker dan de ster omdat het stof alleen licht weerkaatst.
De beste verklaring voor de waarnemingen is dat een vermoedelijke ongeziene planeet, ongeveer één tot twintig keer de massa van Jupiter en in een baan binnen de secundaire schijf, zwaartekracht gebruikt om materiaal van de primaire schijf op te vegen.
"De Hubble-waarneming laat zien dat het niet alleen een ketting is, maar twee stofconcentraties in twee afzonderlijke schijven", zei Golimowski. “De bevinding suggereert dat planetaire systemen zich op twee verschillende niveaus zouden kunnen vormen. We weten dat dit kan gebeuren omdat de planeten in ons zonnestelsel doorgaans een aantal graden naar de baan van de aarde neigen. Misschien zijn sterren die meer dan één stofschijf vormen de norm in de beginjaren van een zonnestelsel. '
Dynamische computermodellen van David Mouillet en Jean-Charles Augereau van het observatorium van Grenoble in Frankrijk suggereren hoe een secundaire stofschijf kan ontstaan. Een planeet in een hellende baan trekt zwaartekracht kleine lichamen van rots en / of ijs aan, planetesimalen genaamd, van de hoofdschijf en verplaatst ze naar een baan die is uitgelijnd met die van de planeet. Deze verstoorde planetesimalen komen vervolgens met elkaar in botsing en produceren de gekantelde stofschijf die te zien is in de nieuwe Hubble-afbeeldingen.
Astronomen weten niet hoe de planeet, als die bestaat, zich in een hellende baan heeft gevestigd. Computersimulaties van meerdere onderzoeksteams laten echter zien dat planeetembryo's die in een zeer dun vlak beginnen, zich door gravitatie-interacties snel kunnen verspreiden in banen die neigen naar de primaire schijf. Wat het proces ook is, de vier graden inclinatie van de vermoedelijke storende planeet in Beta Pictoris is niet anders dan de verschillende graden spreiding die we in ons zonnestelsel zien.
"De werkelijke levensduur van een stofkorrel is relatief kort, misschien een paar honderdduizend jaar", legt Golimowski uit. "Dus het feit dat we deze schijven nog steeds kunnen zien rond een 10 tot 20 miljoen jaar oude ster, betekent dat het stof wordt aangevuld door botsingen tussen planetesimalen."
Beta Pictoris bevindt zich op 63 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Pictor. Hoewel de ster veel jonger is dan de zon, is hij twee keer zo zwaar en negen keer helderder. Beta Pictoris kwam meer dan 20 jaar geleden in de schijnwerpers toen NASA's Infrared Astronomical Satellite overtollige infraroodstraling van de ster detecteerde. Astronomen schreven dit overschot toe aan de aanwezigheid van warm circumstellair stof.
De stofschijf werd voor het eerst afgebeeld door telescopen vanaf de grond in 1984. Die beelden toonden aan dat de schijf bijna vanaf de aarde te zien is. Hubble-waarnemingen in 1995 onthulden een schijnbare kromming in de schijf.
Volgende beelden die in 2000 werden verkregen door Hubble's Space Telescope Imaging Spectrograph bevestigden de afwijking. De laatste studie werd geleid door Sara Heap van het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Md. Destijds suggereerden Heap en haar collega's dat de ketting een secundaire schijf zou kunnen zijn die ongeveer 4 graden van de hoofdschijf is gekanteld. Verschillende teams van astronomen schreven de schering toe aan een planeet in een gekantelde baan buiten het vlak van de hoofdschijf.
Astronomen die telescopen vanaf de grond gebruikten, ontdekten ook verschillende asymmetrieën in de schijf van de ster. Infraroodbeelden die in 2002 door de Keck II-sterrenwacht op Hawaï zijn genomen, toonden aan dat er rond de ster een andere, kleinere binnenschijf zou kunnen bestaan in een gebied zo groot als ons zonnestelsel. Het team van Golimowski zag de schijf niet omdat deze klein is en wordt geblokkeerd door de coronagraaf van de geavanceerde camera. Deze mogelijke binnenste schijf is gekanteld in de tegenovergestelde richting van de schijf die te zien is in de nieuwe Hubble-afbeeldingen. Deze verkeerde uitlijning houdt in dat de gekantelde schijven niet direct gerelateerd zijn. Niettemin kunnen ze allebei het bewijs voor het bestaan van een of meer planeten rond de ster versterken.
Afbeeldingen en meer informatie over Beta Pictoris zijn beschikbaar op internet op: http://hubblesite.org/news/2006/25
De Hubble-ruimtetelescoop is een internationaal samenwerkingsproject tussen NASA en de European Space Agency. Het Space Telescope Science Institute wordt beheerd voor NASA door de Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington.
Oorspronkelijke bron: Hubble News Release
