Een gewelddadige gasimplosie heeft mogelijk de geboorte gegeven aan deze jonge extrasolaire bol
De massieve, gasachtige, nog steeds groeiende planeet AB Aur b (afgebeeld) draait ver van de jonge ster AB Aurigae en wordt omgeven door gas dat de ster omgeeft.
Een jonge, massieve planeet draait om een ​​ongebruikelijke plek in zijn sterrenstelsel, en het is de aanleiding voor vooraanstaande onderzoekers om een ​​langbesproken kijk op hoe reuzenplaneten kunnen ontstaan ​​nieuw leven in te blazen.
De protoplaneet, negen keer de massa van Jupiter, is te ver verwijderd van zijn ster om te zijn gevormd door materie stukje bij beetje aan te zwellen, suggereren afbeeldingen. In plaats daarvan vormde de massieve wereld waarschijnlijk ineens in een gewelddadige implosie van gas en stof, onderzoekers rapporteren 4 april in Natuurastronomie.
“Mijn eerste reactie was: dit kan echt niet waar zijn”, zegt Thayne Currie, een astrofysicus bij de Subaru Telescope met het hoofdkantoor in Hilo, Hawaii.
Jarenlang hebben astronomen gedebatteerd over de manieren waarop reuzenplaneten zouden kunnen worden gevormd (SN: 12/3/10). In het ‘core accretion’-verhaal begint een planeet als kleine stukjes materie in een schijf van gas, stof en ijs die rond een jonge ster wervelen. De klonten blijven andere materie aangroeien en groeien uit tot de kern van de planeet. Buiten een bepaalde afstand van de ster verzamelt die kern zich vervolgens een dikke deken van waterstof en helium, waardoor het een opgeblazen, gasachtige wereld wordt.
Maar de nieuwe planeet, die rond een ster genaamd AB Aurigae draait, bevindt zich aan de rand van zijn systeem, waar minder materie zich in een kern kan verzamelen. In deze positie kan de kern niet massief genoeg worden om zijn gasvormige omhulling te creëren. De afgelegen locatie van de planeet, zo betogen Currie en collega’s, maakt het waarschijnlijker dat deze zich vormt via “schijfinstabiliteit”, waarbij de schijf rond de ster uiteenvalt in fragmenten ter grootte van een planeet. De fragmenten vallen dan snel in elkaar, worden samengetrokken door hun eigen zwaartekracht en klonteren samen en vormen een gigantische planeet.
Met behulp van de Subaru-telescoop bovenop Mauna Kea observeerden Currie en collega’s AB Aurigae periodiek van 2016 tot 2020. NASA’s Hubble-ruimtetelescoop observeerde de ster ook herhaaldelijk gedurende 13 jaar. Bij al deze beelden zag het team een ​​lichtpuntje naast de ster. De heldere klomp was een duidelijke protoplaneet, AB Aur b genaamd, die bijna 14 miljard kilometer van zijn ster cirkelde – ongeveer 3 keer zo ver als Neptunus van de zon is.
Op de afbeeldingen zag AB Aur b eruit alsof hij rechtstreeks uit een simulatie van planeetvorming door schijfinstabiliteit kwam, zegt Currie. Behalve dat het echt was.
“Lange tijd heb ik nooit geloofd dat planeetvorming door schijfinstabiliteit echt zou kunnen werken”, zegt hij.
Omdat AB Aur b nog steeds groeit, ingebed in de schijf van de jonge ster, zou het kunnen helpen verklaren hoe het handjevol bekende massieve planeten die ver van hun sterren cirkelden, ontstonden.
“We kennen in totaal misschien maar enkele tientallen van dit soort planeten”, zegt Quinn Konopacky, een astrofysicus aan de Universiteit van Californië, San Diego, die niet bij het onderzoek betrokken was. “Iedereen die we vinden is in wezen kostbaar.”
Het is moeilijk te onderscheiden of een planeet gevormd wordt door kernaanwas of schijfinstabiliteit door alleen waarnemingen, zegt Konopacky. Het feit dat AB Aur b zich op zo’n grote afstand van zijn ster bevindt, is een “goed bewijs” dat schijfinstabiliteit de oorzaak is, zegt ze. Toch: “Ik denk dat er nog veel meer werk aan de winkel is en andere manieren waarop we kunnen proberen te beoordelen of dat is wat er in het systeem aan de hand is.”
Zowel Konopacky als Currie zeggen dat dit onderzoek slechts de tweede directe waarneming van een protoplaneet vertegenwoordigt (SN: 7/2/18). Vaak hebben onderzoekers moeite om een ​​zich daadwerkelijk vormende planeet te onderscheiden van een planeetschijf.
De onlangs gelanceerde James Webb Space Telescope zou onderzoekers kunnen helpen deze afwijkende gasreuzen ver van hun sterren te begrijpen door het AB Aurigae-systeem en andere soortgelijke systemen te bestuderen, zegt Currie (SN: 1/24/22). “Ik denk dat dit veel debatten en vervolgonderzoeken van andere onderzoekers zal aanwakkeren.”
