Astronomen hebben rechtstreeks een tweede planetaire botsing waargenomen rond de ster Fomalhaut, die zich op slechts 25 lichtjaar van de aarde bevindt. De gebeurtenis, vastgelegd door de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA, draagt bij aan het groeiende bewijs dat planetesimale inslagen in sommige systemen veel vaker voorkomen dan eerder werd gedacht. Dit maakt het systeem van Fomalhaut tot een uniek natuurlijk laboratorium voor het bestuderen van de chaotische vroege stadia van planetaire vorming.
De ontdekking van een tweede botsing
De ster Fomalhaut, al bekend om zijn grote puinschijf en een eerder gedetecteerde (maar nu omstreden) planeet genaamd Fomalhaut b, onthulde in 2023 een nieuwe puntbron van licht. Dit nieuw waargenomen object, genaamd ‘cs2’, verscheen in hetzelfde gebied rond de ster waar Fomalhaut b twintig jaar eerder voor het eerst werd opgemerkt. Onderzoekers onder leiding van dr. Paul Kalas van de Universiteit van Californië, Berkeley, interpreteren dit als een stofwolk die het gevolg is van een recente botsing met hoge energie tussen twee planetesimalen – rotsachtige lichamen die kleiner zijn dan planeten, maar groter dan asteroïden.
Waarom dit ertoe doet: Directe observatie van dergelijke botsingen is uiterst zeldzaam. In tegenstelling tot ons eigen zonnestelsel, dat grotendeels stabiel is qua baan, lijkt Fomalhaut een frequente en gewelddadige planetaire evolutie te ondergaan.
Het mysterie van terugkerende effecten
De ontdekking is verwarrend omdat de twee waargenomen botsingen – cs1 en cs2 – fysiek dicht bij elkaar liggen binnen de puinschijf van Fomalhaut. Als de effecten echt willekeurig zouden zijn, zouden ze zich over een groter gebied moeten voordoen. Het feit dat ze binnen een tijdsbestek van twintig jaar hebben plaatsgevonden, is ook ongebruikelijk.
Eerdere modellen suggereerden dat dergelijke gebeurtenissen slechts eens in de 100.000 jaar of langer zouden moeten voorkomen. Het feit dat er twee snel achter elkaar zijn waargenomen, duidt op een onstabiele configuratie binnen het systeem of op een hoger botsingspercentage dan verwacht.
Implicaties voor de vorming van planetaire systemen
Wetenschappers schatten dat de botsende planetesimalen een diameter hadden van ongeveer 30 kilometer (19 mijl). Op basis van deze waarnemingen concluderen ze het bestaan van ongeveer 300 miljoen soortgelijke objecten in een baan om Fomalhaut. Deze hoge dichtheid van planetesimalen duidt op een chaotisch beginstadium van de systeemontwikkeling.
“Het opwindende aspect van deze observatie is dat het onderzoekers in staat stelt om zowel de grootte van de botsende lichamen te schatten als hoeveel ervan zich in de schijf bevinden, informatie die vrijwel onmogelijk op een andere manier te verkrijgen is”, aldus Dr. Mark Wyatt van de Universiteit van Cambridge. De aanhoudende botsingen bieden een unieke kans om de planetesimale samenstelling en vormingsmechanismen in realtime te bestuderen.
“Het planetenstelsel van Fomalhaut zou schitteren door deze botsingen” – Dr. Paul Kalas
De studie, gepubliceerd in Science, versterkt het idee dat planetaire systemen vroeg in hun leven evolueren door frequente, gewelddadige interacties. Deze botsingen bepalen de verdeling van het puin, beïnvloeden de banen van planeten en bepalen uiteindelijk de uiteindelijke architectuur van een sterrenstelsel.
Het Fomalhaut-systeem biedt een zeldzaam kijkje in deze turbulente fase en biedt waardevolle inzichten in de manier waarop planeten ontstaan en hoe vaak dergelijke chaotische omgevingen in de Melkweg voorkomen.
