Astronomen zien schijf rond super-Jupiter waar wellicht manen vormen
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Leidse leiding heeft voor het eerst een stofschijf in kaart gebracht rond een jonge super-Jupiter, een hemellichaam dat qua grote en eigenschappen tussen een reuzenplaneet en bruine dwerg in ligt. De infraroodstraling die van de schijf afkomt, doet vermoeden dat in de schijf misschien manen zijn gevormd. De ontdekking is te lezen in het vakblad The Astronomical Journal.
De onderzoekers hebben voor het eerst de warmtestraling van een schijf van gas en stof rond een zware super-Jupiter gedetailleerd bekeken. Het gaat om de reuzenplaneet of bruine dwerg genaamd GQ Lupi B. Het object bevindt zich in het zuidelijke sterrenbeeld Wolf (Lupus) op ongeveer 500 lichtjaar van de aarde. GQ Lupi B is veel zwaarder dan Jupiter en heeft een baan die meer dan 20 keer wijder rond de hoofdster ligt dan Jupiter rond onze zon.
Sterrenkundigen vermoeden al langer dat jonge gasreuzen en bruine dwergen een stofschijf om zich heen hebben draaien waarin manen kunnen ontstaan. Dit fenomeen is vergelijkbaar met de vorming van planeten in een schijf rond een jonge ster.
Gasreus of bruine dwerg?
Met de ontdekking van nieuwe exoplaneten is het niet altijd duidelijk of het om een planeet of bruine dwerg gaat. Een bruine dwerg is een hemellichaam met een massa die kleiner is dan een ster, maar groter dan een gasreus. Dit is met name lastig te bepalen bij direct waargenomen objecten zoals GQ Lupi B omdat hun massa's vaak onzeker zijn. Vandaar dat onderzoekers vaak een slag om de arm houden en het in één adem hebben over 'een reuzenplaneet of bruine dwerg'. En vandaar dat de B in GQ Lupi B soms met een hoofdletter (want een bruine dwerg) en soms met een kleine letter (want een planeet) wordt geschreven.
Hoe ontstaan super-Jupiters?
De ontstaansgeschiedenis van objecten als GQ Lupi B is een mysterie. Het is niet duidelijk of het object via een planeetachtige of sterachtige route is gevormd. GQ Lupi B werd in 2004 ontdekt toen astronmen een foto met hoog constrast maakten van de ster GQ Lupi. Sindsdien onderzoeken sterrenkundigen van over de hele wereld de atmosfeer en baanbeweging van deze super-Jupiter.
Manen of magneetveld?
Voor het recente onderzoek gebruikten de astronomen de instrumenten NACO en MUSE. Die zijn gekoppeld aan de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Met infraroodcamera NACO zagen de astronomen dat er infraroodstraling van de stofschijf afkomt. Daaruit leidden ze af dat de schijf een stuk koeler is dan de hete atmosfeer van GQ Lupi B. De onderzoekers denken dat de lage temperatuur duidt op een centrale leegte in de schijf. Die kan bijvoorbeeld ontstaan doordat ronddraaiende manen het stof wegvegen. Maar het zou ook kunnen magneetveld van GQ Lupi B de schijf beïnvloedt.
Met MUSE, een enorm stabiele spectrograaf die werkt in het visuele deel van het spectrum, hebben de onderzoekers zogeheten H-alfastraling gemeten. Dat duidt erop dat GQ Lupi B nog aan het groeien is dankzij de aanvoer van gas uit zijn eigen schijf en mogelijk ook uit de schijf van de ster waar deze super-Jupiter omheen beweegt.
Nieuwe instrumenten bieden nieuwe kansen
In de toekomst hopen de onderzoekers de schijf van GQ Lupi B in meer detail te bestuderen. ‘De lancering van de nieuwe James Webb-ruimtetelescoop biedt interessante mogelijkheden,’ zegt onderzoeksleider Tomas Stolker (Sterrewacht Leiden). ‘Webb kan spectra nemen bij mid-infrarood golflengtes. Dat is vanaf de aarde niet goed mogelijk. Op die manier zouden we veel meer kunnen leren over de fysische en chemische processen in de schijf van GQ Lupi B en of die ook echt de vorming van manen mogelijk maken.’
Headerfoto: Oude artistieke weergave van GQ Lupi B (linksvoor) en de hoofdster GQ Lupi (rechts). Ten tijde van deze tekening, in 2010, was de stofschijf rond GQ Lupi B nog niet ontdekt.
Dit artikel verscheen als persbericht op astronomie.nl
Wetenschappelijk artikel
Characterizing the protolunar disk of the accreting companion GQ Lupi B. Door: Tomas Stolker, Sebastiaan Y. Haffert, Aurora Y. Kesseli, Rob G. van Holstein, Yuhiko Aoyama, Jarle Brinchmann, Gabriele Cugno, Julien H. Girard, Gabriel-Dominique Marleau, Michael R. Meyer, Julien Milli, Sascha P. Quanz, Ignas A.G. Snellen & Kamen O. Todorov. The Astronomical Journal.