Veilige havens voor jonge planeten

Deze Foto van de Week is gewijd aan een van de twintig protoplanetaire schijven die onderzocht en in beeld gebracht werden door ALMA’s eerste grote programma DSHARP (Disk Substructures at High Angular Resolution Project). De schijf wordt AS 209 genoemd en zijn substructuren zijn bijzonder goed te zien dankzij zijn dunne, contrastrijke ringen en omdat we het object bijna in bovenaanzicht zien.

Hoewel concentrische ringen ‒ hier bijzonder duidelijk afgebeeld ‒ een veelvoorkomende substructuur bij dergelijke schijven zijn, kan de breedte ervan, de ruimte ertussen en het aantal sterk variëren. Het is nog steeds onduidelijk hoe deze substructuren worden gevormd en hoe planeten eruit ontstaan. Deze overeenkomsten en verschillen kwantificeren en bestuderen vormde de drijfveer voor de constructie van ALMA en was het hoofddoel van DSCHARP. Dergelijke details kunnen aanwijzingen verschaffen over welk type planetair systeem uiteindelijk zal worden gevormd. 

Een mogelijke interpretatie is dat er, veel vroeger dan aanvankelijk gedacht werd in de evolutie van een planetenstelsel, een snelle en complexe interactie plaatsvindt tussen jonge protoplaneten en de schijf zelf. Een toonaangevende theorie over planeetvorming stelt dat het stof binnenin deze schijven eerst samenklontert tot korrels, vervolgens tot steentjes en uiteindelijk tot planetesimalen. Deze theorie is echter omstreden door het feit dat wanneer een object een bepaalde grootte bereikt de dynamica van deze schijven ervoor zou zorgen dat het naar de centrale moederster toe gezogen wordt, waardoor het bijgevolg niet tot een ware planeet kan uitgroeien. De resultaten van het DSHARP-programma doen vermoeden dat substructuren in schijven deze dynamica mogelijk verstoren en een veilige haven bieden waar jonge planetesimalen kunnen blijven groeien. Dit maakt de hier waargenomen substructuren van cruciaal belang voor ons eigen bestaan.

De foto van volgende week is de laatste in de DSHARP-serie en zal nog een andere van de twintig opnamen behandelen: deze keer een meervoudig stersysteem.