Verdeling van gas in vormend planetenstelsel bepaald
Planeten worden gevormd in schijven van stof en gas rond jonge sterren. Deze schijven worden meestal waargenomen door straling van de stofdeeltjes. Het gas, dat 99% van de massa uitmaakt, is echter veel moeilijker te zien, en dan uitsluitend op de specifieke golflengten waar atomen en moleculen uitzenden. Aangezien de vorming van planeten (en met name reuzenplaneten als Jupiter) wordt gecontrolleerd door het gas, is het belangrijk om de massa en verdeling hiervan te achterhalen. In het proefschrift ‘Chemistry in evolving protoplanetary disks’ van Bastiaan Jonkheid (Universiteit Leiden) worden computermodellen gepresenteerd waaruit blijkt dat schijven tot in een laat evolutionair stadium gas vasthouden, maar niet genoeg om een compleet planetenstelsel te vormen.
Het eerste stadium van planeetvorming is het samenklonteren van stofdeeltjes. Als dit gebeurt zakken de stofdeeltjes van de bovenlagen naar het middenvlak van de schijf. Hierdoor wordt er in de bovenlagen minder UV-straling van de ster geabsorbeerd. Aangezien absorptie van UV-straling voor verhitting zorgt, heeft het neerslaan van stofdeeltjes als effect dat de bovenlagen afkoelen. Het neerslaan van stofdeeltjes heeft daarom het grootste effect op emissielijnen die gevoelig zijn voor de temperatuur.
Hubble opname van de schijf rond HD 141569A. De foto toont de verdeling van het stof en het gat in het midden. De inzet toont de waargenomen CO emissielijn bij 345 GHz, en de uitkomst van het computermodel.
Een voorbeeld van toepassingen van deze modellen is de schijf om de ster HD 141569A, waarvan waarnemingen zijn gedaan van het stof en van de emissielijnen van het koolmonoxide (CO) molecuul. De waarnemingen laten zien dat de stofverdeling van de schijf een groot gat heeft, dat mogelijk wordt veroorzaakt door een grote planeet die al het stof heeft opgeveegd. De CO emissielijnen kunnen alleen verklaard worden door gas dat zich in dit gat bevindt; de totale hoeveelheid gas is nog net genoeg om een planeet als Saturnus te maken.
Samenvatting
