Als sterren jong zijn, zijn ze gehuld in brede, afgeplatte cirkels van materie. Astronomen noemen deze kenmerken 'protoplanetaire schijven', omdat hun stof en gas zich ophopen in de ballen die uiteindelijk planeten worden. Onderzoekers vermoedden al lang dat "protoplaneten" - halfbakken werelden binnen die schijven - grote openingen zouden kunnen maken in de zeeën van los materiaal dat telescopen zouden kunnen waarnemen.
Nu lijkt die theorie bevestigd, met twee planeten ontdekt in de openingen in een schijf rond PDS 70, een kleine ster in het sterrenbeeld Centaurus, op 370 lichtjaar van de aarde.
PDS 70 is een relatief nieuwe ster in ons sterrenstelsel en heeft zo'n 6 miljoen jaar geleden gevormd. (Ter vergelijking: onze zon is ongeveer 4,5 miljard jaar oud.) En de buitenaardse ster is nog steeds omgeven door een schijf die astronomen door telescopen kunnen zien.
Die schijf heeft een grote opening, een plek zonder stof en gas die zichtbaar is voor de meest geavanceerde telescopen van de mensheid, zoals ALMA, een reeks radiotelescopen in de Atacama-woestijn en de Hubble-ruimtetelescoop. De schijf van PDS 70 strekt zich uit van 1,9 miljard mijl uit de ster (3,1 miljard kilometer) - iets dichter bij de ster dan waar Uranus om de zon draait - tot 3,8 miljard mijl (6,1 miljard km), of verder van de ster dan de gemiddelde afstand van Pluto van de zon.
In juli 2018 zag de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory een enorme planeet, tussen vier en 17 keer de massa van Jupiter, die in een baan rond PDS 70 in de buurt van de binnenrand van die kloof cirkelde. Astronomen noemden deze planeet PDS 70b. Nu, in een nieuw artikel dat maandag (3 juni) in het tijdschrift Nature Astronomy is gepubliceerd, onthulden wetenschappers dat er een tweede planeet in die kloof is.
De pas ontdekte planeet, PDS 70c, heeft een massa tussen één en tien keer die van Jupiter. Deze wereld draait dichter bij de buitenste rand van de kloof, op een afstand die vergelijkbaar is met de 3,3 miljard mijl (5,3 miljard km) van Neptunus. PDS 70c draait een keer om zijn ster voor elke twee banen van zijn grotere, innerlijke tweeling.
"We waren zeer verrast toen we de tweede planeet vonden", zei Sebastiaan Haffert, astronoom bij de Sterrewacht Leiden in Nederland en hoofdauteur op papier, in een verklaring.
Niets van dit alles stijgt behoorlijk naar het bewijs dat protoplanetaire schijflacunes zoals deze overvloedig aanwezig zijn bij jonge planeten, schreven de onderzoekers. Maar de bevindingen zijn suggestief.
"Met faciliteiten zoals ALMA, Hubble of grote optische telescopen op de grond ... zien we overal schijven met ringen en gaten. De open vraag was: zijn er planeten? In dit geval is het antwoord ja", zegt Julien Girard, astronoom aan het Space Telescope Science Institute in Baltimore en een auteur van de krant, zei in de verklaring.
Exoplaneten spotten in openingen als deze is een uitdaging, want om zichtbaar te zijn, moet de schijf zijn platte vlak naar de aarde presenteren, niet de rand. Maar astronomen ontdekken exoplaneten meestal indirect door ze voor hun sterren te zien passeren. Een planeet die in een schijf rond de aarde draait, zal nooit tussen de aarde en de ster passeren, dus zo'n wereld moet direct worden afgebeeld. En hoewel duizenden exoplaneten zijn ontdekt via de indirecte methode, is directe detectie zeldzaam.
Dit is pas het tweede multiplanetsysteem dat ooit direct in beeld is gebracht, aldus de onderzoekers. En de twee planeten maken deel uit van net iets meer dan een dozijn exoplaneten die ooit direct zijn gespot.
Onderweg hopen de onderzoekers andere telescopen dan de VLT op de planeten te trainen om er meer over te leren en het inzicht van wetenschappers te vergroten in hoe jonge planeten worden gevormd en gevormd door protoplanetaire schijven.
