Persbericht

Sneeuw in een jong planetenstelsel

De ijzige geboortegrond van planeten en kometen

18 juli 2013

Voor het eerst is de sneeuwgrens in een ver, jong planetenstelsel in beeld gebracht. Deze sneeuwgrens, die in de schijf rond de zonachtige ster TW Hydrae is gelokaliseerd, belooft meer duidelijkheid te geven over het ontstaan van planeten en kometen en de factoren die hun samenstelling bepalen, en over de geschiedenis van ons zonnestelsel. De resultaten worden vandaag gepubliceerd in Science Express.

Astronomen die de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruiken hebben voor het eerst een opname gemaakt van de sneeuwgrens in een jong planetenstelsel. Op aarde ligt de sneeuwgrens op grote hoogte, waar de temperatuur zo laag is dat het vocht in de lucht in sneeuw verandert. Deze grens is het duidelijkst te zien bij een berg: hij ligt op de plek waar de besneeuwde top overgaat in kaal gesteente.

Voor de sneeuwgrenzen rond jonge sterren geldt iets vergelijkbaars: ze liggen in de verder naar buiten gelegen, koudere delen van de schijven waaruit planetenstelsels ontstaan. Van de ster uit gezien ligt de eerste sneeuwgrens op de plek waar water (H2O) bevriest. Verder naar buiten, waar de temperaturen nog lager zijn, beginnen ook andere moleculen in sneeuw te veranderen, zoals koolstofdioxide (CO2), methaan (CH4) en koolstofmonoxide (CO). Deze verschillende soorten sneeuw geven de aanwezige stofdeeltjes een plakkerige coating en spelen een essentiële rol bij het samenklonteringsproces waar uiteindelijk de bouwstenen van planeten en kometen uit voortkomen. Door de vorming van sneeuw neemt ook de beschikbare hoeveelheid vaste materie toe, wat het planeetvormingsproces drastisch kan versnellen.

Al die verschillende sneeuwgrenzen – van water, koolstofdioxide, methaan en koolstofmonoxide – houden mogelijk verband met de vorming van specifieke soorten planeten [1]. Rond een zonachtige ster in een planetenstelsel als het onze zou de sneeuwgrens van water ergens tussen de banen van Mars en Jupiter liggen, en die van koolstofmonoxide bij de baan van Neptunus.

De sneeuwgrens die met ALMA is waargenomen is de eerste glimp van de sneeuwgrens van koolstofmonoxide rond TW Hydrae, een jonge ster op 175 lichtjaar van de aarde. Astronomen denken dat dit planetenstelsel-in-wording veel overeenkomsten vertoont met ons zonnestelsel, toen dit nog maar een paar miljoen jaar oud was.

ALMA heeft ons de eerste echte opname gegeven van een sneeuwgrens rond een jonge ster. Dat is heel opwindend, omdat dit ons iets vertelt over een heel vroege periode in de geschiedenis van het zonnestelsel,’ zegt Chunhua ‘Charlie’ Qi (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, VS), een van de twee hoofdauteurs van het onderzoeksartikel. ‘We zien nu voor het eerst details in de bevroren buitengebieden van een ander planetenstelsel dat op het onze lijkt.

De aanwezigheid van koolstofmonoxidesneeuw kan er overigens op wijzen dat het niet bij planeetvorming blijft. Koolstofmonoxide-ijs is nodig voor de vorming van methanol, dat op zijn beurt weer een bouwsteen is van de complexere organische moleculen die essentieel zijn voor het ontstaan van leven. Als kometen deze moleculen naar pas gevormde aardse planeten overbrengen, worden deze planeten voorzien van de bestanddelen die noodzakelijk zijn voor leven.

Tot nu toe waren zulke sneeuwgrenzen nog nooit rechtstreeks in beeld gebracht, omdat ze altijd in het relatief dunne centrale vlak van een protoplanetaire schijf liggen, waardoor hun exacte positie en omvang niet kon worden vastgesteld. Boven en onder dit vlak wordt de ijsvorming gehinderd door de straling van de ster. Alleen in het centrale vlak, dat door de hoge concentraties stof en gas tegen de straling wordt beschermd, kunnen de temperaturen laag genoeg zijn om koolstofmonoxide en andere gassen te laten bevriezen.

Dit team van astronomen is er met een trucje in geslaagd om diep in de schijf rond TW Hydrae te kijken. Ze zochten niet naar de sneeuw zelf – die is niet rechtstreeks waarneembaar – maar naar een molecuul dat diazenylium (N2H+) wordt genoemd. Dit molecuul zendt straling uit in het millimetergebied van het spectrum en is dus een perfect doelwit voor een telescoop als ALMA. Op plaatsen waar koolstofmonoxidegas aanwezig is, worden deze moleculen gemakkelijk afgebroken: ze zijn dus alleen waarneembaar in gebieden waar koolstofmonoxide in sneeuw is veranderd en de moleculen met rust worden gelaten. Daarmee verandert de jacht op koolstofmonoxidesneeuw dus in een speurtocht naar diazenylium.

Dankzij ALMA’s unieke gevoeligheid en beeldscherpte konden de astronomen de aanwezigheid van diazenylium aantonen. Daarbij ontdekten ze een scherpe begrenzing op ongeveer dertig astronomische eenheden van TW Hydrae (30 keer de afstand zon-aarde). Dat is precies de afstand waar de temperatuur van het schijfmateriaal zo laag is dat koolstofmonoxide naar verwachting snel bevriest. De binnenrand van de diazenyliumgordel geeft dus de ligging van de sneeuwgrens van koolstofmonoxide aan.

Bij deze waarnemingen hebben we slechts 26 van ALMA’s uiteindelijke aantal van 66 antennes gebruikt. Ook bij andere ALMA-waarnemingen zijn al aanwijzingen voor sneeuwgrenzen rond andere sterren gevonden, en we zijn ervan overtuigd dat waarnemingen met de volledige array straks nog veel meer van deze ontdekkingen gaan opleveren en meer inzicht in het ontstaan en de ontwikkeling van planeten zullen verschaffen – daar kun je op wachten,’ besluit Michiel Hogerheijde van de Sterrewacht Leiden.

Noten

[1] Droge, rotsachtige planeten bijvoorbeeld ontstaan dicht bij de ster, dus nog binnen de sneeuwgrens van water, waar alleen stof kan bestaan. Het andere uiterste zijn de ijzige reuzenplaneten die zich voorbij de sneeuwgrens van koolstofmonoxide vormen.

Meer informatie

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van Europa, Noord-Amerika en Oost-Azië, met steun van de republiek Chili. ALMA wordt in Europa gefinancierd door de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), in Noord-Amerika door de National Science Foundation (NSF) van de VS in samenwerking met de National Research Council van Canada (NRC) en de National Science Council van Taiwan (NSC), en in Oost-Azië door de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan. De bouw en het beheer van ALMA worden namens Europa geleid door ESO, namens Noord-Amerika door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dat bestuurd wordt door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO).

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in een artikel dat op 18 juli 2013 verschijnt in Science Express.

Het onderzoeksteam bestaat uit C. Qi (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, VS), K.I. Öberg (Vakgroepen Chemie en Astronomie, Universiteit van Virginia, VS), D.J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, VS), P. d’Alessio (Centro de Radioastronomía y Astrofisica, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico), E. Bergin (Vakgroep Astronomie, Universiteit van Michigan, VS), S.M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, VS), G.A. Blake (Sectie Geologische en Planetaire Wetenschappen, California Institute of Technology, VS), M.R. Hogerheijde (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden) en E.F. van Dishoeck (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Duitsland).

Qi en Öberg waren de gezamenlijke hoofdauteurs van dit onderzoek.

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

Contact

Chunhua Qi
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, Mass., USA
Tel: +1 617 495 7087
E-mail: cqi@cfa.harvard.edu

Michiel Hogerheijde
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 6 4308 3291
E-mail: michiel@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobiel: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media

Dit is een vertaling van ESO-persbericht eso1333.

Over dit bericht

Persberichten nr.:eso1333nl
Naam:TW Hydrae
Type:Milky Way : Star : Circumstellar Material
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2013Sci...341..630Q

Afbeeldingen

Artist’s impression van de sneeuwgrenzen rond de ster TW Hydrae
Artist’s impression van de sneeuwgrenzen rond de ster TW Hydrae
ALMA-opname van de CO-sneeuwgrens
ALMA-opname van de CO-sneeuwgrens
Afstand van de sneeuwgrens op de schaal van ons zonnestelsel
Afstand van de sneeuwgrens op de schaal van ons zonnestelsel

Send us your comments!
Abonneer op ESO-nieuws in uw eigen taal
Accelerated by CDN77
Overeenkomsten & voorwaarden
Cookie Settings and Policy

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

As for their duration, cookies can be:

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.