Een grote wolk stof en gas in de ruimte, een paar miljoen jaar wachten en ineens heb je een ster en planeten. Sterrenkundigen snappen in grote lijnen hoe dat proces verloopt, maar details over hoe een rotsklomp als de aarde of gasbol als Jupiter samenklonteren uit kleine deeltjes zijn onduidelijk. De vondst van het chemisch ongevoelige neon rond een jonge ster betekent een kijkje in de planetenkeuken.

Rots- of gasplaneet

Sterrenkundigen gaan ervan uit dat planeten ontstaan als sneeuwballen. Gedurende enkele miljoenen jaren klonteren gas-, ijs- en stofdeeltjes uit een protoplanetaire schijf samen tot een groter hemellichaam. Dit resulteert in rotsplaneten, zoals onze Aarde, of massieve kernen waaruit gasreuzen, zoals Jupiter, ontstaan. Vooral het gas in de schijf speelt een belangrijke rol; het regelt de temperatuur huishouding, is bepalend voor de dynamiek van de schijf en daarmee ook voor de uiteindelijke planeetvorming. Het grootste deel van het oorspronkelijke gas uit de schijf eindigt in de ster, maar of een planeet een atmosfeer gaat krijgen wordt mede in dit stadium bepaald.

In de schijven van stof en gas om jonge sterren bevindt zich maar weinig materiaal in pure vorm. Vaak zorgen botsingen ervoor, dat stoffen met elkaar reageren. ‘Kijk je naar reactie producten, dan moet je ook het chemische plaatje begrijpen en dat is niet altijd even gemakkelijk’ vertelt Fred Lahuis van de Leidse Sterrewacht en SRON, het Nederlands Instituut voor Ruimteonderzoek. ‘Dat we licht aantreffen dat afkomstig is van neon is dan ook zeer opwindend, omdat neon chemisch inert is, het kan niet reageren.’ Met het Neon hebben Lahuis en zijn collega’s gegarandeerd oorspronkelijk materiaal uit de stof- en gasschijf in handen.

Infraroodlicht

Lahuis en zijn collega’s gebruikten voor het onderzoek de Spitzer satelliet. Dit broertje van Hubble ziet alleen infrarood licht en is ongevoelig voor de felle kleuren die zo typisch zijn voor neon reclame. Lahuis licht dit toe: ‘Wanneer een neon atoom ultraviolet licht of nog energetischer straling van een ster absorbeert, probeert het atoom de energie kwijt te raken. Dit gebeurt in de vorm van warmtestraling – infrarood licht – en precies dat kunnen we meten.’ De astronomen waren blij verrast neon aan te treffen in zowel jonge als oudere sterschijven.

‘We hadden dit niet verwacht en het neon zit vrijwel zeker in de proto-planetaire schijf’, vervolgt collega-astronoom Ilaria Pascucci uit Arizona: ‘bovendien heb je niet veel neon nodig om een goed signaal te meten.’ De Spitzerteams gaan nu bij andere stersystemen uit verschillende leeftijdsgroepen zoeken naar sporen van neon. ‘We verwachten dat we hiermee een stevige stap in de goede richting zetten om de evolutie van sterschijven en het ontstaan van planeten beter te begrijpen’, zegt Lahuis.