James Webb-telescoop: hoe straling de vorming van planeten beïnvloedt
Hoe beïnvloedt straling de vorming van planeten?
Hubble-opname van de Orionnevel en ingezoomd met behulp van de James Webb Space Telescope (JWST) op het d203-506-systeem.
Bron: Hubble-afbeelding: NASA/STScI/Rice Univ./CO'Dell et al. JWST Afbeelding: O. Berné / I. Schroetter / PDRs4All
Het werd al lang vermoed, maar is nu voor het eerst waargenomen met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop: grote sterren kunnen de vorming van grote gasplaneten in kleinere sterren in hun omgeving voorkomen – via een bepaald mechanisme.
drHoogenergetische straling van massieve sterren kan de vorming van grote gasplaneten voorkomen wanneer ze omringd worden door kleinere sterren. Dit lang vermoede effect werd voor het eerst waargenomen door een internationaal onderzoeksteam met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop en het antennesysteem in Chili. Zoals wetenschappers In het tijdschrift “Wetenschap”. Het is opmerkelijk dat ultraviolette straling van grote sterren de buitenste gasschijf rond een jonge ster in de Orionnevel sneller vernietigt dan er planeten kunnen ontstaan.
Na hun vorming worden jonge sterren omhuld door een roterende schijf van gas en stof waarin door langzame compressie planeten kunnen ontstaan. In het binnenste gebied van deze protoplanetaire schijf ontstaan rotsachtige planeten zoals onze aarde doorgaans doordat de straling van de jonge ster lichtere gassen uitstoot. Er zit echter voldoende koud gas in de schijf om te kunnen condenseren tot grote gasplaneten zoals Jupiter. Maar zelfs dit gebied is niet immuun voor destructieve straling.
‘De meeste kleine sterren vormen grotere clusters die ook massieve sterren bevatten’, leggen Olivier Bernier van de Universiteit van Toulouse en collega’s uit. Modellen voorspellen dat de hoogenergetische ultraviolette straling van deze grote sterren de buitenste schijf zou kunnen doen smelten, wat de vorming van planeten daar zou kunnen beïnvloeden. Dit is nog niet direct waargenomen, waardoor het nog onduidelijk is hoe sterk dit effect is.
Bernie en zijn collega's gebruikten de James Webb-ruimtetelescoop en de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) om de protoplanetaire schijf rond de ster d203-506, op 1350 lichtjaar afstand, in de Orionnevel, een stervormingsgebied, te targeten. In de buurt van de rode dwergster, die ongeveer een derde van de massa van onze zon bevat, bevinden zich verschillende sterren met een massa die tien keer zo zwaar is als de zon, en die 100.000 keer meer straling uitzenden dan onze centrale ster.
Waarnemingen laten zien dat ultraviolette straling van deze massieve sterren gas in het buitenste deel van de schijf zodanig verwarmt dat het verdampt. De schijf rond d203-506 verliest door deze fotoverdamping zoveel gas, dat wil zeggen verdamping door straling, dat hij binnen 130.000 jaar volledig zou moeten smelten. ‘Dit is veel sneller dan planeten kunnen ontstaan’, zeggen Bernier en zijn collega’s.
Astronomen kennen meer dan 4.000 planetenstelsels in andere sterren. De ontdekking van al deze exoplaneten heeft aangetoond dat hoe massiever een ster is, hoe waarschijnlijker het is dat er ook grote gasplaneten zullen bestaan. Zoals uit de waarnemingen van het team blijkt, wordt dit verband verklaard door hoogenergetische straling van grote sterren in de regio.
Dankzij hun zwaartekracht kunnen dwergsterren als d203-506 minder weerstand bieden tegen fotoverdamping dan sterren met een grotere massa en een grotere zwaartekracht. Onze zon lijkt groot genoeg te zijn, zoals blijkt uit de grote gasplaneten in de buitenste delen van het zonnestelsel.