Vrij zwevende schurkenplaneten zijn intrigerende objecten. Voorspeld werd dat deze lichamen zo groot als planeten in de interstellaire ruimte zouden bestaan in 1998, en sinds 2011 zijn er eindelijk verschillende weeswerelden ontdekt. De leidende theorie over hoe deze nomadische planeten zijn ontstaan, is dat ze uit hun moederstersysteem zijn uitgestoten. Maar nieuw onderzoek toont aan dat er plaatsen in de interstellaire ruimte zijn die mogelijk de juiste omstandigheden hebben om planeten te vormen - zonder dat er een moederster nodig is.
Astronomen uit Zweden en Finland hebben minuscule, ronde, koude wolken in de ruimte gevonden die het mogelijk maken dat er zich binnenin planeten kunnen vormen, helemaal alleen. In zekere zin zouden planeten vrij kunnen worden geboren.
Het team van astronomen bestudeerde de Rosettenevel, een enorme wolk van gas en stof op 4600 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Monoceros. Ze verzamelden waarnemingen in radiogolven met de 20-meter telescoop van Onsala Space Observatory in Zweden, in submillimetergolven met APEX in Chili en in infrarood licht met de New Technology Telescope (NTT) van ESO's La Silla Observatory in Chili.
'De Rosettenevel herbergt meer dan honderd van deze kleine wolken - we noemen ze bolletjes', zegt Gösta Gahm, astronoom aan de Universiteit van Stockholm, die het project leidde. 'Ze zijn erg klein, elk met een diameter van minder dan 50 keer de afstand tussen de zon en Neptunus.'
In eerdere waarnemingen konden Gahm en zijn team schatten dat de meeste bolletjes een planetaire massa hebben, minder dan 13 keer de massa van Jupiter. Nu waren ze in staat om betrouwbaardere metingen van massa en dichtheid te krijgen voor een groot aantal van deze objecten, en ook om nauwkeurig te meten hoe snel ze bewegen ten opzichte van hun omgeving.
Onsala Space Observatory, de Zweedse nationale faciliteit voor radioastronomie. Via Chalmers University of Technology.
'We ontdekten dat de bolletjes erg dicht en compact zijn', zegt teamlid Carina Persson, astronoom aan de Chalmers University of Technology in Zweden, 'en veel van hen hebben zeer dichte kernen. Dat vertelt ons dat velen van hen onder hun eigen gewicht zullen instorten en vrij zwevende planeten zullen vormen. De meest massieve van hen kunnen zogenaamde bruine dwergen vormen.”
Bruine dwergen, ook wel mislukte sterren genoemd, zijn lichamen waarvan de massa tussen die van planeten en sterren ligt.
Volgens de krant van het team worden de kleine donkere wolken uit de Rosettenevel geworpen, met hoge snelheid, ongeveer 80.000 kilometer per uur.
'Als deze kleine, ronde wolken planeten en bruine dwergen vormen, moeten ze als kogels de diepten van de Melkweg in worden geschoten', zei Gahm. 'Het zijn er zoveel dat ze een belangrijke bron kunnen zijn van de vrij zwevende planeten die de afgelopen jaren zijn ontdekt.'
Eerder onderzoek heeft voorspeld dat er mogelijk 100.000 keer meer schurkenplaneten in de Melkweg zijn dan sterren.
En Gahm en zijn team zeggen dat tijdens de geschiedenis van de Melkweg talloze miljoenen nevels zoals de Rosette zijn uitgebloeid en verdwenen. Hieruit zouden zich vele bolletjes hebben gevormd.
'We denken dat deze kleine, ronde wolken zijn afgebroken van hoge, stoffige gaskolommen die zijn gevormd door de intense straling van jonge sterren', zegt Minja Mäkelä, astronoom aan de Universiteit van Helsinki. 'Ze zijn versneld uit het centrum van de nevel geaccelereerd dankzij de druk van de straling van de hete sterren in het centrum.'
Zouden er vrij zwevende planeten ter grootte van de aarde kunnen zijn?
'De meeste wolken in de Carinanevel zijn kleiner dan de massa van Jupiter, dus planeten ter grootte van de aarde kunnen zeker worden gevormd', vertelde Gahm aan Universe Today, via Robert Cummings, communicatiemedewerker van Chalmers. 'Ik heb gedacht dat zich in het centrum groepen van drie of vier planeten zouden vormen, maar pas in de verre toekomst zullen we dat idee kunnen verifiëren.'
De handvol malafide planeten die zijn gedetecteerd, zijn voornamelijk gevonden met microlens, waarbij de planeet wordt gevonden wanneer deze voor een achtergrondster passeert, waardoor deze tijdelijk helderder lijkt. Maar Gahm zei dat ze zullen blijven kijken naar de radio en ook naar het millimeter/submillimeter-regime om de bolletjes te onderzoeken.
'We zijn bijna klaar met een inventaris van 220 bolletjes in de Carinanevel,' zei hij. 'We ontdekken dat ze daar kleiner en dichter zijn dan in alle andere nevels die we hebben bestudeerd. Hoogstwaarschijnlijk zijn ze verder in hun ontwikkeling. In september vragen we tijd aan voor ALMA, voor de volgende stap in het proberen om hun structuur op te lossen.”
De teampaper, “ Massa en beweging van bolletjes in de Rosettenevel ” is gepubliceerd in het artikel in het juli-nummer van het tijdschrift Astronomie & Astrofysica.