P E R S B E R I C H T
Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
---------------------------------------------------------------------------------------------------
13 juli 2016
ALMA brengt sneeuwgrens van water in beeld in planeetvormende schijf
Astronomen hebben met de ALMA-telescoop voor het eerst de sneeuwgrens van
water binnen een protoplanetaire schijf kunnen onderscheiden. Deze grens
geeft aan waar de temperatuur in de schijf rond een jonge ster ver genoeg
zakt om sneeuw te kunnen vormen. Aan het onderzoek werkten onder anderen
John Tobin en Steven Bos van de Sterrewacht Leiden mee. De resultaten
worden op 14 juli 2016 gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Door een spectaculaire toename van de helderheid van de jonge ster V883
Orionis warmde het binnenste deel van de schijf snel op, waardoor de
sneeuwgrens veel verder naar buiten opschoof dan normaal is voor een
protoster, en ALMA (de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) deze
voor het eerst kon waarnemen.
Jonge sterren zijn vaak omringd door een dichte, draaiende schijf van gas
en stof waaruit planeten kunnen ontstaan: een protoplanetaire schijf. De
warmte die een gemiddelde jonge zonachtige produceert, zorgt ervoor dat het
water binnen de protoplanetaire schijf tot op afstanden van ruwweg drie AE
van de ster gasvormig blijft [1]. Dat komt overeen met driemaal de
gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon, oftewel ongeveer 450 miljoen
kilometer [2]. Verder naar buiten gaan watermoleculen, ten gevolge van de
extreem lage druk, rechtstreeks over van gasvormige naar vaste toestand en
krijgen (stof)deeltjes een manteltje van ijs. Het gebied in de
protoplanetaire schijf waar water van een gas in ijs verandert, wordt de
sneeuwgrens van water genoemd.
Maar de ster V883 Orionis vertoont uitzonderlijk gedrag. Een spectaculaire
toename van zijn helderheid heeft de sneeuwgrens doen opschuiven naar een
afstand van ongeveer 40 AE (ongeveer 6 miljard kilometer of ruwweg de
grootte van de omloopbaan van de dwergplaneet Pluto in ons zonnestelsel).
Dankzij deze verre ligging en de hoge resolutie van ALMA bij lange
basislijnen hebben de astronomen nu de sneeuwgrens van water in een
protoplanetaire schijf voor het eerst rechtstreeks kunnen waarnemen.
Plotselinge helderheidsuitbarstingen zoals die van V883 Orionis ontstaan
wanneer grote hoeveelheden materiaal vanuit de omringende schijf op het
oppervlak van de ster belanden. V883 Orionis heeft slechts 30% meer massa
dan de zon, maar is dankzij de huidige uitbarsting maar liefst 400 keer zo
helder – en veel heter.
Eerste auteur Lucas Cieza (Universidad Diego Portales, Santiago, Chili)
legt uit: ‘De ALMA-waarnemingen kwamen als een verrassing. Onze
waarnemingen waren opgezet om naar tekenen van schijffragmentatie te zoeken
– de voorbode van planeetvorming. Die hebben we niet gevonden, maar wel een
40 AE grote ring. Dat illustreert de veelzijdigheid van ALMA, die met
spannende resultaten over de brug komt, zelfs als je naar iets anders op
zoek bent.’
Dat er sneeuw kan bestaan in de ruimte is wellicht een bizarre gedachte,
maar dit is cruciaal voor het planeetvormingsproces. De aanwezigheid van
waterijs reguleert de efficiency waarmee stofdeeltjes kunnen samenklonteren
– de eerste stap naar de vorming van een planeet. Aangenomen wordt dat
binnen de sneeuwgrens, waar water verdampt, kleine rotsachtige planeten als
de onze ontstaan. Voorbij de sneeuwgrens zorgt de aanwezigheid van waterijs
voor de snelle vorming van kosmische sneeuwballen, die uiteindelijk
uitgroeien tot zware gasplaneten zoals Jupiter.
De ontdekking dat stellaire uitbarstingen de sneeuwgrens met ongeveer een
factor 10 kunnen doen opschuiven, is van grote betekenis voor de
ontwikkeling van goede planeetvormingsmodellen. Vermoed wordt dat de meeste
planetenstelsels op enig moment in hun ontwikkeling met zulke uitbarstingen
te maken krijgen. Dit zou dus wel eens de eerste waarneming van een veel
voorkomend verschijnsel kunnen zijn. In dat geval kan deze ALMA-waarneming
een significante bijdrage leveren aan onze kennis van de vorming en
ontwikkeling van planeten.
E I N D E P E R S B E R I C H T
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Meer informatie
Noten:
[1] 1 AE, oftewel één astronomische eenheid, is de gemiddelde afstand
tussen de aarde en de zon, die ongeveer 149,6 miljoen kilometer bedraagt.
Deze eenheid wordt veel gebruikt om afstanden binnen het zonnestelsel en
planetenstelsels rond andere sterren in uit te drukken.
[2] Deze grens lag tijdens de vorming van het zonnestelsel tussen de
omloopbanen van de Mars en Jupiter. De rotsachtige planeten Mercurius,
Venus, aarde en Mars ontstonden dus binnen deze grens, en de gasachtige
planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus daarbuiten.
Beeldmateriaal en oorspronkelijk persbericht:
http://www.eso.org/public/netherlands/news/eso1626/
Contact:
John Tobin, Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden
E-mail: tobin@xxxxxxxxxxxxxxxxxx
Opgemaakt persbericht op www.astronomie.nl/
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Met vriendelijke groet,
Marieke Baan en David Redeker
Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
NOVA Informatie Centrum
Science Park 904
1098 XH Amsterdam
T 020 - 525 7480
M 06 -14 322 627 (Marieke)
www.astronomie.nl
_______________________________________________
NOVA-perslijst2 mailing list
NOVA-perslijst2@xxxxxxxxxxx
https://list.uva.nl/mailman/listinfo/nova-perslijst2
