Wat heeft het onderzoek naar een misdaad op aarde en planetenformatie rondom jonge sterren met elkaar te maken? ‘Vingerafdrukken afstoffen’! Geïnteresseerd? Laten we het onderzoeken!

Jonge sterren in de ruimte zijn omringd door een schijf van gas en stof, ook wel bekend als protoplanetaire schijven. De materie in deze schijven beweegt chaotisch en zorgt ervoor dat de korrels op elkaar botsen en aan elkaar blijven plakken om klontjes van steen te vormen, net zoals je een sneeuwman maakt van sneeuw. Wetenschappers denken dat dit de eerste stap is in het vormen van planeten. Er zijn veel verschillende redenen waarom stof in protoplanetaire schijven de baan volgt zoals het doet, maar hier focussen we ons op het onderzoek naar magnetisme.

Heb je ooit met twee magneten gespeeld en gemerkt dat ze samen kunnen blijven plakken of juist van elkaar af worden geduwd, afhankelijk van hoe je ze oriënteert? Dit komt doordat magneten bestaan uit onzichtbare magneetvelden die sommige objecten beïnvloeden in hun beweging. Voor astronomen is de rol van magneetvelden in protoplanetaire schijven een belangrijk onderzoeksveld om te begrijpen hoe stofkorrels bewegen en botsen om uiteindelijk planeten te vormen. Maar het meten van de magneetvelden in protoplanetaire schijven is een enorme uitdaging. Gelukkig is dat nu niet meer zo!

Een internationaal onderzoeksteam bij de National Astronomical Observatory in Japan heeft een protoplanetaire schijf waargenomen rondom de jonge ster HD 142527 met behulp van Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Deze ster bevindt zich op 512 lichtjaren van ons af in de constellatie Lupus.

Het team ontdekte dat veel stofkorrels zich verzamelen dicht bij de protoplanetaire schijf van de ster. Dit zou dus een ideale plek kunnen zijn om planetenformatie in actie te zien! Door gebruik te maken van ALMA-data heeft het team vastgesteld dat de stofkorrels zich in patronen bewegen, wat zou kunnen wijzen op de aanwezigheid van onzichtbare magneetvelden. "Onzichtbaarheid is mijn superkracht," zegt het magneetveld.

Door zorgvuldig de patronen van deze stofkorrels te onderzoeken, heeft het team voor het eerst de driedimensionale vorm van het magneetveld kunnen vaststellen. Bovendien ontdekten ze dat de magneetvelden in deze protoplanetaire schijf drie miljoen keer zwakker zijn dan koelkastmagneetjes. Dit laat zien dat zelfs kleine krachten een groot verschil kunnen maken!

Astronomen staan te popelen om deze techniek van het afstoffen van magnetische vingerafdrukken te gebruiken om meer magneetvelden van protoplanetaire schijven te meten, vooral die zich dicht bij de centrale ster bevinden—daar waar planeten zoals onze Aarde kunnen ontstaan. Dit zal astronomen helpen om beter te begrijpen hoe magneetvelden de vorming van planeten beïnvloeden.

Afbeelding: ALMA-waarnemingen van de protoplanetaire schijf rondom HD 142527. De witte strepen tonen de richting van het magneetveld via de oriëntatie van de stofkorrels. Credits: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Ohashi et al.

Vertaling door Selah Melfor/ASTRON