Sterren zijn zichtbaar met het blote oog, maar planeten die rond andere sterren draaien zijn ongelooflijk moeilijk te zien, zelfs met de krachtigste telescopen die ooit zijn gebouwd. Pas in 1992 brachten astronomen een exoplaneet in beeld, wat een planeet in een ander zonnestelsel betekent. Voordien geloofden sommige astronomen dat ons zonnestelsel uniek zou kunnen zijn en dachten ze dat planeten zeldzaam zouden kunnen zijn.
In de jaren 2010 waren ontdekkingen van exoplaneten echter zo gewoon dat ze gemeengoed werden. Nu zijn er volgens NASA meer dan 9.000 mogelijke of bevestigde exoplaneten. Vanwege een selectiebias die de voorkeur geeft aan grote lichamen dicht bij hun moederster, zijn veel van deze planeten groter dan Jupiter. Kleinere lichamen zijn veel moeilijker te zien – en als het gaat om lichamen die kleiner zijn dan planeten, zoals manen of asteroïden, zijn er kandidaten, maar geen enkele is echt bevestigd.
Dit maakt de ontdekking van een asteroïdengordel in een baan om de ster Fomelhaut des te spannender. Dankzij nieuwe waarnemingen met behulp van de James Webb Space Telescope (JWST) hebben we een goed idee van de aard van het zonnestelsel rond de ster Fomelhaut, die verschijnt als een van de helderste sterren aan de nachtelijke hemel op het zuidelijk halfrond en 25 licht jaren verwijderd van de aarde. Hoewel astronomen veel vergelijkbare ingewikkelde details verwachtten tussen ons zonnestelsel en het Fomalhaut-sterrenstelsel, waren ze verrast toen ze ontdekten dat het complexer is dan eerder werd gedacht, deels omdat ze ontdekten dat het een onverwacht verwarde asteroïdengordel heeft.
De waarnemingen werden formeel gepubliceerd in een rapport op 8 mei in Nature Astronomy. Eerder hadden de Hubble-ruimtetelescoop en het Herschel Space Observatory, evenals de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), gedetailleerde opnamen gemaakt van de buitenste asteroïdengordel in het Fomalhaut-sterrenstelsel. Dankzij JWST kunnen astronomen nu voor het eerst de binnenste gordels zien, wat een aantal verrassingen aan het licht brengt.
In een interview met Salon zei András Gáspár, hoofdauteur van het artikel en astronoom aan de Universiteit van Arizona in Tucson, dat er “zoveel uit te pakken is” van deze ene waarneming.
“Oorspronkelijk gingen we ervan uit dat we een zeer smalle asteroïdengordel zouden zien”, zei Gáspár. In plaats daarvan vonden ze drie geneste banden die zich uitstrekken over ongeveer 12 miljoen kilometer (14,3 miljard mijl), wat 150 keer de afstand tussen de zon en de aarde is. “Er zijn waarschijnlijk geen gasreuzen in de buurt,” voegde hij eraan toe, erop wijzend dat het zonnestelsel Jupiter en Saturnus omvat. “Maar we zien een gat, veel verder weg [out]maar dat komt ongeveer overeen met de baan van onze Neptunus… het is een goed teken dat daar misschien een ijsreus in een baan om de aarde draait.”
“Oorspronkelijk gingen we ervan uit dat we een zeer smalle asteroïdengordel zouden zien.”
Harvard-astronoom Avi Loeb, die niet betrokken was bij het onderzoek, noemde de waarneming ‘opwindend’.
“[They show] voor het eerst drie genestelde gordels in de stoffige puinschijf rond een jonge hete ster buiten de schaal van ons eigen planetaire systeem, “zei Loeb. “Stofdeeltjes in de gordels zijn waarschijnlijk door de zwaartekracht gebonden door ingebedde planeten die tot nu toe nog niet zijn gezien.”
Loeb zei dat de situatie in de ruimte vergelijkbaar is met het observeren van golven “op het oppervlak van een modderig meer” op aarde, wat zou duiden op het bestaan van vissen “verborgen onder water”.
Inderdaad, de asteroïdengordel van ons zonnestelsel wordt beschouwd als een soort “mislukte planeet”. Er zijn verschillende kleine bolvormige lichamen die deel uitmaken van de asteroïdengordel, waaronder Ceres, Vesta en Pallas. Maar geen enkele heeft genoeg zwaartekracht om samen te smelten tot een grotere planeet. Dit planeetvormingsproces, waarbij puin zich langzaam genoeg ophoopt om samen te smelten en vervolgens zijn baan vrij te maken, wordt verondersteld te hebben plaatsgevonden tijdens de vorming van alle andere planeten in ons zonnestelsel.
Onze eigen asteroïdengordel wordt echter beïnvloed door planeten, waaronder de veelheid aan asteroïden die in de schaduw van Jupiter cirkelen, bekend als Trojaanse paarden. Astronomen geloven dat de puinschijven buiten het Fomalhaut-sterrenstelsel waarschijnlijk ook door onzichtbare planeten zijn gevormd.
Gáspár vertelde Salon dat dit sterrenstelsel “echt chaotisch” is met veel “dynamische activiteit”.
“We hadden de complexere structuur met de tweede tussenliggende gordel en daarna de bredere asteroïdengordel zeker niet verwacht”, zei Schuyler Wolff, een ander lid van het team van de Universiteit van Arizona, in een mediaverklaring. “Deze structuur is erg opwindend, want elke keer dat een astronoom een opening ziet en een schijf raakt, zeggen ze: ‘Er zou een ingebedde planeet de ringen kunnen vormen!’
Een deel van de missie van JWST is om in de verre uithoeken van het universum te kijken en de atmosferen van aardachtige exoplaneten te onderzoeken – of ze op zijn minst te identificeren. Als het om Fomalhaut gaat, zijn er lessen te leren over hoe ons eigen zonnestelsel en zijn planeten zijn ontstaan.
Gáspár vertelde Salon dat, op basis van JWST-waarnemingen, dit sterrenstelsel “echt chaotisch” is met veel “dynamische activiteit”.
Wil je meer gezondheids- en wetenschapsverhalen in je inbox? Abonneer u op de wekelijkse nieuwsbrief van Salon, The Vulgar Scientist.
“We zien deze binnenste schijf die enigszins schuin staat ten opzichte van de andere, dus dit zijn allemaal tekenen [that] het systeem is dynamisch erg actief, “zei Gáspár. “Evenzo voor ons zonnestelsel zijn er hypothesen dat het vroeg in zijn leven, rond dezelfde leeftijd, ook een dynamische heroriëntatie onderging die veel zware bombardementen veroorzaakte. het is analoog aan wat er gebeurde in het vroege zonnestelsel.”
Een van de grootste conclusies, zei Gáspár, is dat de vroege stadia van planeetvorming een gewelddadige periode kunnen zijn die miljarden jaren kan duren.
“En dat is interessant, omdat er na de eerste miljard jaar enig leven op aarde is ontstaan”, zei Gáspár.
Met andere woorden, als er laat in de evolutie van een planetair systeem nog steeds veel chaotische activiteit is, kan dit het vermogen van leven om zich te vormen belemmeren.
Loeb zei dat de volgende stap is om een meer gedetailleerd beeld van het sterrenstelsel te maken en te kijken of de verborgen planeten die de geneste gordels vormen, kunnen worden geïdentificeerd.
“Het planetaire systeem is waarschijnlijk heel anders dan het zonnestelsel, omdat het waarschijnlijk meer dan één gigantische planeet heeft”, zei hij.
Lees verder
voor astronomie
