Nieuws

Planeetvormende schijven evolueren verrassend vergelijkbaar

Ons zonnestelsel ontstond waarschijnlijk op dezelfde manier als de meeste andere planetenstelsels bij ons in de buurt. Dat blijkt uit Duits-Oostenrijks-Nederlands onderzoek aan meer dan 870 planeetvormende schijven in de Orionwolk A. Het project heeft gebruik gemaakt van de dataprocessing-infrastructuur bij SURF.
Planeetvormende schijven rond jonge sterren

Deze artistieke impressie illustreert hoe planeetvormende schijven rond jonge sterren er vaak uitzien. Ze bestaan aanvankelijk uit stof en gas dat zich tot ringen van dicht materiaal samenvoegt. Na verloop van tijd ontwikkelen de vaste bestanddelen zich tot kiezelstenen die uiteindelijk kunnen uitgroeien tot planeten. (c) MPIA

Hoe ouder de schijf, hoe minder stof

De onderzoekers, onder leiding van de Nederlander Sierk van Terwisga die nu bij het Duitse Max-Planck-Instituut für Astronomie werkt, hebben hun bevindingen donderdag gepubliceerd in het vakblad Astronomy & Astrophysics.

Sterrenkundigen zoeken al lang naar de vraag of ons zonnestelsel vergelijkbaar is met andere planetenstelsels. Tot nu toe wisten astronomen niet of er een doorslaggevende factor is die de evolutie van planeetvormende schijven rond jonge sterren bepaalt. Nu blijkt dat de massa van een planeetvormende schijf eigenlijk alleen afhangt van zijn leeftijd. Hoe ouder de schijf, hoe minder stof. "Tenminste, dit geldt als de ster en schijf zich niet in de buurt bevinden van barre omgevingen, zoals hete, grote sterren," zegt hoofdonderzoeker Sierk van Terwisga (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Duitsland), "want die hebben we buiten ons onderzoek gehouden."

De onderzoekers analyseerden meer dan 870 planeetvormende schijven in de moleculaire wolk Orion A op zo'n 1350 lichtjaar van ons vandaan. Het is een grote, dichtstbijzijnde stervormingsregio. De wolk, die zich in de buurt van de befaamde Orionnevel bevindt, bevat compacte clusters van sterren die lijken op die waarin onze zon is gevormd. De onderzoekers vergeleken de stofschijven in Orion A met andere schijven bij ons in de buurt.

Dankzij parallelle computers slechts 1 dag rekentijd

De onderzoekers gebruikten gegevens van de ruimtetelescoop Herschel en van het ALMA-observatorium. Het kalibreren of gelijktrekken van gegevens van ALMA-schotels zou normaal gesproken maanden hebben geduurd. Daarom bedacht het team een manier waardoor ze de parallelle computers van het Nederlandse SURF konden gebruiken. "Onze nieuwe aanpak verbeterde de verwerkingssnelheid enorm", zegt coauteur Raymond Oonk van SURF, Universiteit Leiden en ASTRON. "Er waren 3000 CPU-uren nodig om de gegevens klaar te maken voor verdere analyse. Dat zou op een normale, niet-parallelle computer 125 dagen aan rekentijd kosten. Bij ons duurde het dankzij de parallelle verwerking slechts een dag."

In de toekomst willen de onderzoekers kijken of de planeetvormende schijven beïnvloed worden door kleine, zwakke sterren die in hun buurt staan. Voor hun onderzoek hadden de onderzoekers al alle sterren weggelaten die in de buurt van grote, hete sterren stonden, maar kleine, zwakke sterren zouden ook invloed kunnen uitoefenen.

Planeetvormende schijven

Het gebied dat de onderzoekers bestudeerden. Alle plusjes zijn planeetvormende schijven. De blauwe stippen zijn schijven met meer dan 100 aardmassa's. De cirkel rechts omvat de Orionnevelcluster. Die bevat grote, hete sterren die niet in het onderzoek zijn meegenomen. (c) Van Terwisga et al. / MPIA

Wetenschappelijk artikel

Survey of Orion Disks with ALMA (SODA). I: Cloud-level demographics of 873 protoplanetary disks. Door: S.E. van Terwisga (1), A. Hacar (2), E.F. van Dishoeck (3,4), R. Oonk (5,3,6) & S. Portegies Zwart (3) In: Astronomy & Astrophysics (2022). Origineel: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202141913 | Preprint: https://arxiv.org/abs/2202.11057

(1) Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Duitsland
(2) Department of Astrophysics, University of Vienna, Wenen, Oostenrijk
(3) Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden
(4) Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching bei München, Duitsland
(5) SURF, Leiden
(6) ASTRON, Dwingeloo

Het project is ondersteund met de NWO rekentijd call via grant EINF 259 en EINF 1290.