6 JANUARI 2001 NRC

ENORME HOEVEELHEID WATERSTOF ROND JONGE STERREN ONTDEKT - (George Beekman)

Een internationale groep astronomen, onder leiding van Wing-Fai Thi en Ewine van Dishoeck van de Sterrewacht Leiden, heeft ontdekt dat zich rond sommige jonge sterren veel meer moleculair waterstofgas bevindt dan tot nu toe werd aangenomen (Nature, 4 jan.). Dit betekent dat de kans groter is dat er bij die sterren gasplaneten van het formaat van Jupiter zijn ontstaan. De waterstof werd ontdekt met behulp van het Infrared Space Observatory, een Europese satelliet die van november 1995 tot mei 1998 de infraroodstraling van ruim 26.000 hemellichamen heeft bestudeerd.

Als een wolk interstellair gas en stof onder invloed van de eigen zwaartekracht samentrekt en een protoster gaat vormen, komt een deel van dit materiaal terecht in een schijf rond de ster. Zo'n schijf is ongeveer zo groot als het zonnestelsel en verraadt zich soms als het stof een deel van het sterlicht naar de aarde kaatst, of juist tegenhoudt (en het silhouet van de schijf laat zien). Zo'n schijf moet aanvankelijk voor 99 procent uit waterstof bestaan, maar dat gas is vanaf de aarde heel moeilijk waarneembaar. Zijn aanwezigheid moest worden afgeleid uit de koolmonoxide waarmee het altijd is vermengd.

Zulke waarnemingen suggereerden echter dat de schijven rond jonge sterren veel minder waterstofgas bevatten dan men op grond van de situatie in de interstellaire ruimte verwachtte. Thi en zijn collega's hebben daarom de schijf rond drie jonge sterren, Bta Pictoris, 49 Ceti en HD 135344, met ISO bestudeerd. ISO was namelijk de eerste ruimtetelescoop waarmee de straling van de waterstofmoleculen in het midden-infrarood kon worden gemeten. Uit deze waarnemingen is nu afgeleid dat de hoeveelheid moleculaire waterstof rond deze sterren tot wel duizendmaal zo groot is als de waarnemingen aan koolmonoxide suggereerden. De verhouding tussen de hoeveelheden gas en stof komt nu overeen met die in de interstellaire ruimte.



Inmiddels is ook duidelijk geworden waarom de koolmonoxide-metingen zo'n sterk vertekend beeld gaven. Theoretisch onderzoek laat zien dat dit gas heel snel uit de schijven kan verdwijnen. In de koudere delen vriest het aan stofdeeltjes vast, terwijl het in de warmere delen door ultraviolette straling wordt ontleed.



De nu gemeten hoeveelheden moleculaire waterstof zijn te klein om er nog planeten van het formaat van Jupiter uit te vormen. Maar misschien zijn die planeten in het verleden al ontstaan en zijn de schijven de overblijfselen van dit proces. In dat geval zouden bepaalde verstoringen in de schijven misschien op de aanwezigheid van deze planeten kunnen wijzen, zo speculeren de onderzoekers.