Sterren en planeten vormen zich uit enorme wolken stof en gas. Maar terwijl de zak krimpt, draait hij snel, waarbij het buitenste gebied plat wordt tot een schijf.
Uiteindelijk stort het centrale zakje zo in dat het door zijn hoge temperatuur en dichtheid kernfusie kan doen ontbranden, terwijl in de turbulente schijf microscopisch kleine stofdeeltjes samenkomen om planeten te vormen. Theorieën voorspellen dat een typische stofkorrel qua grootte vergelijkbaar is met fijn roet of zand.
In de afgelopen jaren zijn echter stofkorrels van millimetergrootte - 100 tot 1.000 keer groter dan de verwachte stofkorrels - gezien rond een paar geselecteerde sterren en bruine dwergen, wat suggereert dat deze deeltjes mogelijk overvloediger zijn dan eerder werd gedacht. Waarnemingen van de Orion-nevel tonen nu een nieuw object dat mogelijk ook vol zit met deze kiezelgroene korrels.
Het team gebruikte de Green Bank-telescoop van de National Science Foundation om het noordelijke deel van het Orion Molecular Cloud Complex te observeren, een stervormingsgebied dat honderden lichtjaren beslaat. Het bevat lange, stofrijke filamenten, die bezaaid zijn met veel dichte kernen. Sommige kernen beginnen net samen te smelten, terwijl andere al protosterren zijn gaan vormen.
Op basis van eerdere waarnemingen van de IRAM 30-meter radiotelescoop in Spanje, verwachtte het team een bijzondere helderheid te vinden voor de stofemissie. In plaats daarvan ontdekten ze dat het veel helderder was.
"Dit betekent dat het materiaal in deze regio andere eigenschappen heeft dan verwacht zou kunnen worden voor normaal interstellair stof", zegt Scott Schnee van de National Radio Astronomy Observatory in een persbericht. “Met name omdat de deeltjes efficiënter zijn dan verwacht bij het uitzenden bij millimetergolflengten, is het zeer waarschijnlijk dat de korrels minstens een millimeter groot zijn, en mogelijk zo groot als een centimeter breed, of ongeveer zo groot als een klein Lego-gebouw blok."
Dergelijke enorme stofdeeltjes zijn in geen enkele omgeving uit te leggen.
Rond een ster of een bruine dwerg wordt verwacht dat de sleepkrachten ervoor zorgen dat grote deeltjes kinetische energie verliezen en naar de ster spiralen. Dit proces zou relatief snel moeten gaan, maar aangezien planeten vrij algemeen zijn, hebben veel astronomen theorieën opgesteld om uit te leggen hoe stof lang genoeg rondhangt om planeten te vormen. Een dergelijke theorie is de zogenaamde stofvanger: een mechanisme dat grote korrels bijeenbrengt, zodat ze niet naar binnen kunnen draaien.
Maar deze stofdeeltjes komen in een nogal andere omgeving voor. Dus stellen de onderzoekers twee nieuwe intrigerende theorieën voor over hun oorsprong.
De eerste is dat de filamenten zelf het stof hebben helpen groeien tot zulke kolossale proporties. Deze regio's hebben, in vergelijking met moleculaire wolken in het algemeen, lagere temperaturen, hoge dichtheden en lagere snelheden - die allemaal de korrelgroei stimuleren.
De tweede is dat de rotsachtige deeltjes oorspronkelijk in een vorige generatie kernen of zelfs protoplanetaire schijven groeiden. Het materiaal ontsnapte vervolgens terug naar de omringende moleculaire wolk.
Deze bevinding daagt theorieën uit over hoe rotsachtige, aardachtige planeten zich vormen, wat suggereert dat stofkorrels van millimeterformaat de planeetvorming een vliegende start kunnen geven en ervoor kunnen zorgen dat rotsachtige planeten veel vaker voorkomen dan eerder werd gedacht.
De paper is geaccepteerd voor publicatie in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
