Een team van voornamelijk Nederlandse sterrenkundigen, onder wie SRON-onderzoekers Rens Waters en Michiel Min, heeft in detail bewegende schaduwen waargenomen in de stofschijf rond een ster. Ze deden dat door op meerdere dagen een ‘foto’ van de ster plus zijn schijf te maken. Ze gebruikten hiervoor het mede in Nederland gebouwde SPHERE-instrument op de Very Large Telescope in Chili. Waarschijnlijk werpen processen in de binnenste schijf hun schaduw op de buitenste schijf. De sterrenkundigen publiceren hun bevindingen in het vaktijdschrift Astrophysical Journal.

De ontdekking is een vervolg op een eerdere publicatie waarin de onderzoekers één afbeelding van de schijf hadden gemaakt. Door afbeeldingen op meerdere dagen te maken, kunnen de astronomen nu duidelijk variaties zien in de schaduwen. Daardoor konden ze de schaduwen in meer detail bestuderen.

De astronomen vonden de schaduwen bij de ster HD135344B. Dat is een jonge ster op een afstand van ongeveer 450 lichtjaar van de aarde. De stofschijf rond de ster vertoont opvallende spiraalarmen. De onderzoekers vermoeden dat deze zijn veroorzaakt door een of meer zware protoplaneten die tot Jupiter-achtige werelden zullen evolueren.

De sterrenkundigen zagen subtiele helderheidsvariaties in de buitenste stofschijf. Ze denken dat dit komt doordat het gas en stof in de binnenschijf snel rond de ster draaien. Maar welk proces er precies achter zit, weten de astronomen nog niet. “Het kunnen bijvoorbeeld winden zijn, of wervelingen of botsingen tussen gruis.” zegt Tomas Stolker eerste auteur van de publicatie over de schaduwen. Stolker is nu postdoc aan de ETH in Zürich en was ten tijde van de waarnemingen promovendus aan de Universiteit van Amsterdam.

 
SPHERE
SPHERE is een van de nieuwste instrumenten op ESO’s Very Large Telescope op Cerro Paranal in het noorden van Chili. Het instrument is mede in Nederland ontwikkeld en gebouwd. Het gebruikt adaptieve optiek om te corrigeren voor de trillende aardatmosfeer. Verder heeft het een coronagraaf die het meeste sterlicht tegenhoudt. Daarnaast verwijderen polarisatiefilters het laatste restje sterlicht. Uiteindelijk blijft een afbeelding van de stofschijf rond de ster over.

Stolker: “Twee jaar geleden hadden we het vermoeden dat de schaduwen op de buitenste schijf werden veroorzaakt door processen in de binnenste schijf. Die schijf kunnen we helaas niet direct zien met SPHERE. Maar dankzij extra waarnemingen met SPHERE konden we wel de schaduwen op de buitenste schijf beter bestuderen en daardoor weten we nu ook meer van de binnenste schijf.”

In de toekomst zouden de onderzoekers het liefst elke paar dagen een afbeelding maken met SPHERE. Stolker: “Als we dan tegelijkertijd ook fotometrische en spectroscopische waarnemingen doen, kunnen we bepaalde scenario’s uitsluiten.”

Artikel en auteurs
Variable dynamics in the inner disk of HD 135344B revealed with multi-epoch scattered light imaging: Tomas Stolker, Mike Sitko, Bernard Lazareff, Myriam Benisty, Carsten Dominik, Rens Waters, Michiel Min, Sebastian Perez, Julien Milli, Antonio Garufi, Jozua de Boer, Christian Ginski, Stefan Kraus, Jean-Philippe Berger en Henning Avenhaus. Geaccepteerd voor publicatie in de Astrophysical Journal. Gratis preprint: http://arxiv.org/abs/1710.02532

Film
Klik hier voor een filmpje waarop de schaduwen te zien zijn.