Nieuwe beelden van de James Webb Space Telescope (JWST) hebben astronomen een zeldzaam zijdelings perspectief geboden van twee stellaire kraamkamers, waardoor ze een diepgaand inzicht krijgen in het chaotische en prachtige proces van de geboorte van planeten.
Met behulp van de NIRCam- en MIRI-instrumenten van de telescoop hebben onderzoekers opvallende beelden vastgelegd van twee jonge sterren – Tau 042021 en Oph 163131 – elk omringd door de wervelende schijven van gas en stof die bekend staan als protoplanetaire schijven.
Het “Edge-On”-voordeel
Hoewel veel astronomische waarnemingen van bovenaf naar schijven kijken, zijn deze twee systemen vanuit het gezichtspunt van de aarde van de rand georiënteerd. Deze specifieke afstemming is om verschillende redenen wetenschappelijk van cruciaal belang:
- Natuurlijke lichtafscherming: Omdat we de schijven vanaf de zijkant bekijken, wordt het intense, verblindende licht van de centrale jonge sterren grotendeels geblokkeerd door de schijf zelf.
- Onthulling van de nevel: Nu de centrale schittering tot een minimum is beperkt, kan Webb het fijne stof detecteren dat boven en onder de schijf is opgestegen. Dit stof wordt verlicht door gereflecteerd sterlicht, waardoor een gloeiend neveleffect ontstaat.
- Mapping Composition: Met deze weergave kunnen wetenschappers de verdeling van stof binnen en rond de schijf bestuderen, wat de belangrijkste factor is bij het bepalen waar en hoe planeten uiteindelijk zullen ontstaan.
Van stof tot werelden: de levenscyclus van een zonnestelsel
De beelden fungeren als een momentopname van een proces dat miljarden jaren geleden plaatsvond in ons eigen zonnestelsel. De vorming van een planetenstelsel volgt een voorspelbare, zij het gewelddadige, cyclus:
- Instorting: Een dichte gasklomp in een moleculaire wolk stort onder invloed van de zwaartekracht in en vormt een ster.
- Schijfvorming: Het overgebleven gas en stof dat niet door de ster is geconsumeerd, begint eromheen te draaien en vormt een dikke, roterende schijf.
- Accretie: Na verloop van tijd botsen stofdeeltjes en klonteren samen om planetesimalen te vormen: de bouwstenen van planeten.
- Differentiatie: Succesvolle planetesimalen groeien uit tot volwaardige planeten (zoals de aarde of Jupiter), terwijl degenen die er niet in slagen voldoende massa te verwerven, asteroïden en kometen blijven.
- Dissipatie: Uiteindelijk blaast de straling van de jonge ster het resterende niet-geconsumeerde gas weg, waardoor de levenscyclus van de schijf wordt beëindigd.
De oorsprong van de Melkweg in kaart brengen
De twee onderwerpen van dit onderzoek bevinden zich op aanzienlijke afstanden: Tau 042021 bevindt zich op ongeveer 450 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Stier, terwijl Oph 163131 zich op ongeveer 480 lichtjaar afstand bevindt in Ophiuchus.
Door deze ‘baby’-systemen in zo’n vroeg stadium te observeren, kijken astronomen niet alleen naar verre objecten; ze kijken in een spiegel van onze eigen geschiedenis. Door te begrijpen hoe deze schijven zijn gestructureerd, kunnen wetenschappers ontcijferen waarom verschillende soorten planeten – van rotsachtige aardse werelden tot enorme gasreuzen – zich in verschillende delen van de Melkweg vormen.
Deze beelden, die lijken op regenboogkleurige tollen in de leegte, zijn meer dan alleen visuele wonderen; het zijn essentiële blauwdrukken voor het begrijpen van de architectuur van planetaire systemen.
Door deze randschijven te bestuderen, verkrijgen astronomen de noodzakelijke context om te begrijpen hoe de uiteenlopende reeks planeten in het universum – inclusief het onze – tot stand zijn gekomen.
