Scheefstaand stof rond bèta Pictoris verraadt kometen-neerslag
Zestig lichtjaar van de aarde staat een ster die astronomen al decennia fascineert: bèta Pictoris. Er draait een enorme schijf van stof en gas omheen, en er zijn al twee planeten in ontdekt. Nu hebben onderzoekers vlak bij de ster iets ontdekt dat niet klopt met de rest van het systeem: een klein wolkje heet stof dat scheef staat ten opzichte van alles eromheen.
Bèta Pictoris is een van de bekendste "jonge" planetenstelsels die we kennen. De grote, platte schijf van stof en gruis eromheen kun je vergelijken met de brede ring van puin die overblijft nadat planeten zijn ontstaan. Die schijf zien we vanaf de aarde precies van opzij, als een dunne streep.
Heet stof vlak bij de ster
Onderzoekers gebruikten een instrument genaamd MATISSE, gekoppeld aan de Very Large Telescope in Chili. Dit instrument combineert het licht van meerdere telescopen tegelijk, een techniek die interferometrie heet. Daardoor kun je extreem kleine details zien, details die met een gewone telescoop niet zichtbaar zijn.
Met deze techniek vonden de onderzoekers een compact gebied van heet stof, vlak bij de ster. Dat gebied is maar ongeveer 0,05 astronomische eenheden groot. Eén astronomische eenheid is de afstand van de aarde tot de zon, ongeveer 150 miljoen kilometer. Dit stofgebied ligt dus heel dicht op de ster, zo dicht dat het stof daar bijna verdampt door de hitte.
Dit soort heet stof, ook wel "hete exozodiacale stof" genoemd, is niet uniek voor bèta Pictoris. Bij ongeveer 1 op de 5 nabije sterren is al zoiets waargenomen. Maar hoe dat stof precies verdeeld is en waaruit het bestaat, was tot nu toe onduidelijk.
Een opvallende scheve stand
Het meest verrassende: dit kleine stofgebied staat ongeveer 60 graden gedraaid ten opzichte van de grote buitenschijf. Dat is een flink verschil, bijna een kwartslag. Het stof bestaat uit heel kleine korreltjes, kleiner dan een duizendste millimeter, en levert ongeveer 4 tot 7,5 procent van het totale licht dat we van het gebied rond de ster meten.
De onderzoekers denken dat dit scheve stof waarschijnlijk ontstaat door kometen die dicht langs de ster scheren en daarbij uit elkaar vallen. Bij bèta Pictoris zijn dit soort "exocometen" al langer bekend. Wanneer die kometen verdampen door de hitte van de ster, laten ze een sliert stof achter, in een baan die niet per se gelijk loopt met de rest van de schijf.
De data laten ook ruimte voor nog een extra stofcomponent, iets verder van de ster, op ongeveer 1 astronomische eenheid afstand. Dat is niet zeker vastgesteld, maar wel iets waar de meetgegevens mee overeenkomen.
Wat betekent dit (nog) niet: Deze meting bevestigt een idee dat astronomen al twintig jaar hebben over hoe heet stof rond sterren zich gedraagt, namelijk dat het dicht bij de ster zit en uit hele kleine korreltjes bestaat. Het is dus geen compleet nieuwe ontdekking, maar een sterke bevestiging met scherpere details dan ooit. De link met kometen is een aannemelijke verklaring, maar geen bewijs. Er kunnen ook andere processen meespelen die de onderzoekers nog niet volledig kunnen uitsluiten.
Deze bevinding is belangrijk omdat het laat zien hoe planetenstelsels blijven "opruimen" en "vervuild" worden door puin, lang na hun ontstaan. Het helpt astronomen ook begrijpen hoe ons eigen zonnestelsel er ooit uitzag, toen de aarde nog jong was en voortdurend werd gebombardeerd door kometen en asteroïden.
Bron: VLTI/MATISSE observations of the hot dust around $β$ Pictoris: Observing faint objects with MATISSE