De planeetvormende schijf rond een heldere jonge ster is eigenlijk anders dan die van een zonachtige ster.

Het team onderzocht het gebied rond de jonge ster ISO-ChaI-147. Die ster bevindt zich in het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon, op ongeveer 650 lichtjaar afstand. De ster is een lichtgewicht. Het is negen keer helderder dan onze zon. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in sterren met een lage massa omdat daar meer aardachtige planeten lijken te ontstaan ​​dan rond zeer massieve sterren. Voor deze waarnemingen gebruikten de onderzoekers MIRI (Mid-Infrared Instrument).

Veel koolwaterstoffen, weinig water.

Astronomen hebben dertien verschillende koolwaterstoffen gevonden in de planeetvormende schijf rond de ster. Het grootste gevonden molecuul is benzeen (C6H6), dat een jaar geleden voor het eerst werd waargenomen rond een andere zeer heldere jonge ster. Het meest bijzondere is de ontdekking van ethaan (C2H6). Het is de eerste keer dat ethaan buiten ons zonnestelsel wordt gedetecteerd. ‘Het is fantastisch dat we al deze moleculen nu in de kraamkamers van de planeten zien’, zegt eerste auteur Aditya Arabhavi, promovenda aan de Rijksuniversiteit Groningen. “Dit hadden we niet durven dromen.”

De chemie van planeetvormende schijven staat volop in de belangstelling in Leiden, en dankzij JWST ontvangen astronomen nu een schat aan nieuwe gegevens. ‘Dit resultaat is een van de grote verrassingen: de schijven rond zeer lichte sterren bevatten veel koolwaterstoffen en weinig water’, zegt Ewine van Dishoeck. Dit enorme verschil in chemische samenstelling zou mogelijk ook de samenstelling kunnen beïnvloeden van aardachtige planeten die zich rond sterren met een lage massa vormen.

Wetenschappelijke beloningen oogsten

Nederlandse wetenschappers zijn al ruim 25 jaar nauw betrokken bij JWST, in het bijzonder bij het ontwerp en de bouw van het MIRI-instrument. ‘Nu kunnen we eindelijk de wetenschappelijke vruchten plukken!’ zegt Van Dishoeck. Het onderzoek is uitgevoerd binnen de MIRI Mid-Infrared Disk Survey (MINDS). Sterrenkundigen uit Groningen, Leiden en Nijmegen maken deel uit van het team. Naast Van Dishoeck doen ook Milou Temmink en Marissa Vlasblom mee vanuit Leiden. De identificatie van de moleculen via hun spectrale vingerafdruk was mogelijk dankzij de samenwerking met scheikundigen. In totaal willen de onderzoekers ruim vijftig stofschijven rond jonge sterren analyseren. De verwachting is dat ze in de nabije toekomst andere moleculen zullen ontdekken en meer kennis zullen opdoen over de vorming van rotsachtige planeten in schijven rond kleine en grotere sterren.

Wetenschappelijk artikel
Overvloedige koolwaterstoffen in de schijf rond een ster met zeer lage massa. Door: AM Arabhavi, I. Kamp, Th. Henning, EF van Dishoeck, V. Christiaens en anderen in: Science, 7 juni 2024.

Afbeelding: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)