Astronomen die de Hubble-ruimtetelescoop gebruiken, hebben overtuigend bewijs waargenomen van aanhoudende, gewelddadige botsingen tussen planeetbouwstenen rond de nabijgelegen ster Fomalhaut, die zich op 25 lichtjaar afstand bevindt. Deze ontdekking gaat niet alleen over het zien van de gevolgen; het gaat over het in realtime getuige zijn van een fundamenteel proces van de ontwikkeling van planetaire systemen – iets dat zelden rechtstreeks wordt waargenomen.
Het pleidooi voor botsingen, niet voor planeten
Jarenlang hebben wetenschappers gedebatteerd over een helder lichtpunt dat in de puinschijf van Fomalhaut werd gedetecteerd, wat aanvankelijk een planeet suggereerde met de naam Fomalhaut b. Het object werd echter op mysterieuze wijze donkerder en rekte zich in de loop van de tijd uit, een gedrag dat niet overeenkomt met dat van een planeet, maar geheel te verwachten was van een zich verspreidende wolk van puin na een enorme inslag. Nu is er vlakbij een nieuw, vergelijkbaar lichtpunt verschenen, wat de conclusie versterkt dat deze detecties geen planeten zijn, maar de nasleep van planetesimale botsingen.
Waarom dit belangrijk is: Planetaire systemen zijn niet statisch; ze evolueren door frequente, energetische gebeurtenissen zoals botsingen. Deze inslagen verspreiden materiaal, waardoor mogelijk toekomstige planeetvorming kan worden gezaaid en bestaande puinschijven opnieuw vorm kunnen krijgen. Het rechtstreeks observeren van deze gebeurtenissen biedt een uniek inzicht in hoe planetaire systemen zich werkelijk vormen en volwassen worden.
Bewijs van herhaalde effecten
De sleutel tot deze ontdekking is de timing: twee afzonderlijke botsingen die gedurende twintig jaar in ongeveer dezelfde regio zijn waargenomen. Dit is onverwacht, omdat voorheen werd gedacht dat dergelijke grootschalige effecten zouden optreden op een tijdschaal van 100.000 jaar of langer. De nabijheid van deze gebeurtenissen roept vragen op over de stabiliteit van het Fomalhaut-systeem en of er onderliggende mechanismen zijn die deze frequente crashes veroorzaken.
“Dit is zeker de eerste keer dat ik ooit een lichtpuntje uit het niets zie verschijnen in een exoplanetair systeem”, zegt Paul Kalas, de hoofdonderzoeker van UC Berkeley. “Het ontbreekt in al onze eerdere Hubble-beelden, wat betekent dat we zojuist getuige zijn geweest van een gewelddadige botsing tussen twee enorme objecten.”
Wat we weten over de gevolgen
Op basis van de waargenomen helderheid wordt geschat dat de botsende objecten ongeveer 60 kilometer breed zijn – groter dan typische asteroïden in ons zonnestelsel. Bij deze inslagen komen aanzienlijke hoeveelheden stof vrij, waardoor anderszins onzichtbare gebeurtenissen kortstondig worden verlicht. De stofwolken zijn zichtbaar omdat ze sterlicht reflecteren, maar dit sterlicht verspreidt ook geleidelijk het puin, waardoor de wolken na verloop van tijd vervagen – wat verklaart waarom het eerste waargenomen object verdween.
Toekomstige observaties
Verwacht wordt dat de James Webb-ruimtetelescoop, met zijn infraroodmogelijkheden, meer inzicht zal verschaffen in de omvang en samenstelling van deze puinwolken. Dit zal helpen bij het verfijnen van schattingen van de botsingsfrequentie en de fysieke eigenschappen van de betrokken planetesimalen.
Samenvattend bieden de herhaalde waarnemingen van botsingen rond Fomalhaut een zeldzame blik in de chaotische vroege stadia van de vorming van planetenstelsels, wat bevestigt dat grootschalige inslagen vandaag de dag nog steeds actief jonge sterrenstelsels veranderen.
