Astronomen hebben tijdens hun turbulente adolescentie ongekende beelden van planetaire systemen vastgelegd, een periode die werd gekenmerkt door gewelddadige botsingen en snelle evolutie. Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben onderzoekers de puinschijven rond jonge sterren waargenomen, waardoor licht werd geworpen op de chaotische processen die de groei van planeten bepalen – inclusief gebeurtenissen zoals de maanvormende impact op aarde.
De ontbrekende schakel in de planetaire evolutie
Jarenlang hebben wetenschappers de vroege stadia van planeetvorming (de ‘babyfoto’s’) en de relatief stabiele volwassen systemen bestudeerd. De tussenliggende ‘tienerfase’, waarin planeten botsen, migreren en hun banen hervormen, bleef echter grotendeels onopgemerkt. Dit nieuwe onderzoek vult deze leemte op en biedt cruciale inzichten in de manier waarop planetaire systemen overgaan van chaotische kraamkamers naar stabiele configuraties.
De ALMA-waarnemingen concentreerden zich op 24 puinschijven – overblijfselen van het planeetvormingsproces – rond jonge sterren. Deze schijven zijn duizenden keren zwakker dan hun jongere tegenhangers, waardoor ze tot nu toe uitzonderlijk moeilijk te bestuderen zijn.
Botsingen en chaos: het kenmerk van tienersystemen
De gegevens laten een verrassende mate van complexiteit zien. In plaats van eenvoudige, uniforme ringen vertonen de schijven meerdere ringen, brede halo’s en onverwachte klonten – een bewijs van aanhoudende botsingen en verstoringen van de baan. Dit bevestigt dat de tienerfase een periode van extreme onrust is, waarin planeten zich nog niet in stabiele banen bevinden.
Zoals teamlid Sebastián Marino uitlegde: “We zien echte diversiteit… en onthullen een dynamisch en gewelddadig hoofdstuk in de planetaire geschiedenis.”
Echo’s van het verleden van ons eigen zonnestelsel
De bevindingen gaan niet alleen over verre exoplaneten. Dezelfde gewelddadige processen die in deze jonge systemen zijn waargenomen, hebben waarschijnlijk miljarden jaren geleden ons eigen zonnestelsel gevormd. De Kuipergordel, een gebied voorbij Neptunus gevuld met ijzige overblijfselen, is een bewijs van deze eeuwenoude botsingen en planetaire migraties. Zelfs de vorming van de maan van de aarde kan een resultaat zijn geweest van dezelfde chaotische tienerfase.
Waarom dit ertoe doet: de planetaire oorsprong begrijpen
Dit onderzoek is belangrijk omdat het direct bewijs levert van de fysieke mechanismen die de planetaire evolutie aansturen. Door deze exoplanetaire systemen te bestuderen, kunnen we onze modellen verfijnen van hoe planeten ontstaan en migreren, en een dieper inzicht krijgen in de omstandigheden die hebben geleid tot de vorming van ons eigen zonnestelsel. Het vermogen van de ALMA om gegevens van 66 radiotelescopen te combineren, maakt ongekende details mogelijk, wat bevestigt dat de tienerfase van planetenstelsels een tijd van grote onrust is.
“Deze schijven registreren een periode waarin de banen van planeten in de war raakten en enorme inslagen… jonge zonnestelsels vormden”, merkt teamlid Luca Matrà op.
Kortom, deze waarnemingen markeren een keerpunt in het exoplanetaire onderzoek. Door de chaotische dynamiek van de planetaire adolescentie te onthullen, verwerven wetenschappers waardevolle inzichten in de gewelddadige maar essentiële processen die planetaire systemen vormgeven, inclusief die van ons.
