De meeste sterren hebben mogelijk veel meer tijd om planeten te vormen dan eerder werd gedacht

Goed nieuws voor laatbloeiers: planeten hebben mogelijk miljoenen jaren meer tijd om rond de meeste sterren op te staan ​​dan eerder werd gedacht.

Planeetvormende schijven rond jonge sterren gaan doorgaans 5 miljoen tot 10 miljoen jaar mee, rapporteren onderzoekers in een onderzoek dat op 6 oktober op arXiv.org is geplaatst. Die levensduur van de schijf, gebaseerd op een onderzoek van nabijgelegen jonge sterrenhopen, is een stuk langer dan de eerdere schatting van 1 miljoen tot 3 miljoen jaar.

“Een tot drie megajaren is een heel sterke beperking voor het vormen van planeten”, zegt astrofysicus Susanne Pfalzner van Forschungszentrum Jülich in Duitsland. “De ontdekking dat we veel tijd hebben, ontspant gewoon alles” voor het bouwen van planeten rond jonge sterren.

Grote en kleine planeten ontwikkelen zich in de schijven van gas en stof die rond jonge sterren wervelen (SN: 5/20/20). Zodra een schijf verdwijnt, is het te laat om nog nieuwe werelden te maken.

Eerdere studies hebben de levensduur van schijven geschat door te kijken naar de fractie jonge sterren van verschillende leeftijden die nog schijven hebben, met name door sterrenhopen met bekende leeftijden te observeren. Maar Pfalzner en haar collega’s ontdekten iets vreemds: hoe verder een sterrenhoop van de aarde verwijderd is, hoe korter de geschatte levensduur van de schijf. Dat sloeg nergens op, zegt ze, want waarom zou de levensduur van een protoplanetaire schijf afhangen van hoe ver hij van ons verwijderd is?

Het antwoord is heel simpel: dat doet het niet. Maar in clusters die verder weg zijn, is het moeilijker om de meeste sterren te zien. “Als je op grotere afstanden kijkt, zie je sterren met een hogere massa”, zegt Pfalzner, omdat die sterren helderder en gemakkelijker te zien zijn. “Je ziet de sterren met een lage massa eigenlijk niet.” Maar de sterren met de laagste massa vormen de overgrote meerderheid. Deze sterren, oranje en rode dwergen, zijn koeler, kleiner en zwakker dan de zon.

Dus onderzochten Pfalzner en haar collega’s alleen de dichtstbijzijnde jonge sterrenhopen, die binnen 650 lichtjaar van de aarde, en ontdekten dat de fractie sterren met planeetvormende schijven veel hoger was dan in eerdere studies werd gerapporteerd. Deze analyse toonde aan dat “de sterren met een lage massa een veel langere levensduur van de schijf hebben, tussen de 5 en 10 megajaar”, dan astronomen zich realiseerden, zegt ze. Daarentegen is bekend dat schijven rond sterren met een hogere massa zich sneller verspreiden, misschien omdat het heldere licht van hun zonnen het gas en stof sneller wegduwt.

“Ik zou niet zeggen dat dit een definitief bewijs is” voor zo’n lange levensduur van schijven rond oranje en rode dwergen, zegt Álvaro Ribas, een astronoom aan de Universiteit van Cambridge die niet bij het werk betrokken was. “Maar het is behoorlijk overtuigend.”

Om het resultaat te versterken, zou hij observaties van verder verwijderde sterrenhopen willen zien – misschien met de James Webb Space Telescope – om de fractie van de zwakste sterren te bepalen die hun planeetvormende schijven tussen 5 miljoen en 20 miljoen jaar hebben bewaard (SN: 10/11/22).

Als de schijven rond de sterren met de laagste massa inderdaad een lange levensduur hebben, kan dat een verschil verklaren tussen ons zonnestelsel en die van de meeste rode dwergen, zegt Pfalzner. Die laatste missen vaak gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus, die ongeveer 10 keer de diameter van de aarde hebben. In plaats daarvan hebben die sterren vaak talloze ijsreuzen zoals Uranus en Neptunus, ongeveer vier keer de diameter van de aarde. Misschien komen planeten ter grootte van Neptunus in grotere aantallen voor als een schijf die planeten maakt langer meegaat, zegt Pfalzner, wat verklaart waarom deze werelden de neiging hebben om in overvloed rond kleinere sterren te zijn.