Ruimte

Pas ontdekte miniplaneet: de toekomst van de Aarde?

Een rotsachtige bol die in een omloopbaan rond een witte dwerg draait, zou kunnen wijzen op wat ons zonnestelsel over vijf miljard jaar staat te wachten. Monday, April 8

Door Catherine Zuckerman
In deze illustratie van het pas ontdekte systeem draait een planetair fragment in een omloopbaan rond een witte dwerg.

In 1995 kwam er eindelijk een antwoord op een kosmische vraag toen een telescoop op Aarde een vaag onregelmatig trillend signaal ontdekte dat van honderden lichtjaren ver kwam. De telescoop had de aanwezigheid van de eerste exoplaneet opgepikt, een planeet die rond een ster als onze zon draait. Deze grote doorbraak bewees dat er buiten ons zonnestelsel inderdaad planeten bestonden en deed hopen op de ontdekking van nog meer exoplaneten.

Astrofysici hebben sindsdien het bestaan van zo’n vierduizend exoplaneten in onze Melkweg kunnen bevestigen. De sterren waaromheen die exoplaneten draaien, zijn net als onze zon zogenaamde ‘hoofdreeks’- of main sequence-sterren, genoemd naar de periode van miljarden jaren waarin deze sterren op ‘normale’ wijze stralen en opbranden.

Maar nu heeft een groep onderzoekers zich gericht op een planetesimaal die in een krappe omloopbaan rond een witte dwerg draait. Een planetesimaal is een zeer klein hemellichaam (een voorstadium of restant van een planeet), terwijl witte dwergen opgebrande sterren zijn die bijna het einde van hun levenscyclus hebben bereikt. De resultaten van het nieuwe onderzoek, die vorige week werden beschreven in het tijdschrift Science, zijn de eerste in hun soort en bieden een inkijkje in wat de Aarde staat te wachten wanneer onze zon aan zijn zwanenzang begint.

bekijk galerij

Het onderzoeksteam, onder leiding van astrofysicus Christopher Manser van de University of Warwick, ontdekte de rotsachtige kern met behulp van spectroscopie, waarmee verschillende golflengten van het licht van een rondtollende accretieschijf van gas rond deze ster werd geanalyseerd. Het is voor het eerst dat deze methode is gebruikt om een planeetachtig hemellichaam in een omloopbaan rond een witte dwerg te detecteren.

Met behulp van de Gran Telescopio Canarias op La Palma, een van de Canarische Eilanden, observeerde het team de “kleur van het licht dat door het calcium in de accretieschijf wordt uitgezonden, waarbij we elke twee á drie minuten een spectrum opvingen,” schrijft Manser in een e-mail. Dankzij deze techniek kon het team subtiele kleurveranderingen in het licht van de accretieschijf ontwaren. De veranderingen zijn het gevolg van het feit dat gas in de schijf afwisselend naar de Aarde toe en van de Aarde af beweegt. Deze vorm van het Dopplereffect wordt rood- en blauwverschuiving genoemd en is te vergelijken met de verandering in het geluid van de sirene van een voorbijrijdende politieauto.

“Bij onze waarnemingen werd deze kleurverschuiving gebruikt om bewijs te leveren voor de aanwezigheid van een planetesimaal die binnen de accretieschijf in een omloopbaan van twee uur rond de ster draait,” zegt Manser.

Ontstaansgeschiedenis

Een belangrijke reden waarom wetenschappers exoplaneten bestuderen, is omdat ze daardoor meer te weten komen over het ontstaan van ons eigen zonnestelsel. Als deze planetesimaal ooit een terrestrisch hemellichaam was, ziet het er volgens Manser niet goed uit voor de Aarde. 

Toen de thuisster van het kleine hemellichaam zijn brandstof bijna had opgebruikt en daardoor begon uit te dijen – zoals de meeste sterren ter grootte van onze zon doen wanneer ze het einde van hun levenscyclus bereiken – moeten alle objecten die in een krappe baan rond deze ster draaiden door de enorme zwaartekracht van de ster aan stukken zijn gescheurd. Van die objecten bleef weinig meer over dan rotsachtige kernen en rondtollende schijven van gas en stof. Manser denkt dat de Aarde een soortgelijk lot zal treffen.

“Wanneer de zon over ongeveer vijf miljard jaar door zijn brandstof heen is en begint uit te dijen, zal hij Mercurius, Venus en zeer waarschijnlijk ook de Aarde verzwelgen,” zegt hij. “Maar Mars en andere objecten, zoals Jupiter, Saturnus, de asteroïdengordel enzovoort, zouden het hele proces moeten overleven, hoewel ze wel in een wijdere omloopbaan terecht zullen komen omdat sommige een deel van hun massa zullen verliezen en de zon uiteindelijk in een witte dwerg zal veranderen.”

Maar volgens astrofysica Lisa Kaltnegger, directeur van het Carl Sagan Institute van de Cornell University, is er misschien ook goed nieuws. (Kaltnegger was niet betrokken bij Mansers onderzoek.) Als planetesimalen in een omloopbaan rond witte dwergen op elkaar zouden botsen, zouden ze zich volgens haar kunnen samenvoegen tot nieuwe, stabiele planeten. Uit haar onderzoeken naar deze hypothese komt naar voren dat op zulke ‘herbouwde’ hemellichamen zelfs leven mogelijk zou kunnen zijn.

“We konden aantonen dat zo’n planeet nog miljarden jaren lang met relatief milde temperaturen te maken heeft nadat de witte dwerg verder is afgekoeld,” schrijft zij in een e-mail. Hoewel in de drastische omstandigheden waarin zo’n nieuwe planeet ontstaat waarschijnlijk al het water zou verdampen, zou dit voor het leven zo belangrijke element daarna weer aangevuld worden door inslagen van kometen die veel water bevatten. Daardoor zou er “in plaats van een kurkdroge zombieplaneet, een planeet ontstaan waar een vorm van leven helemaal opnieuw zou kunnen beginnen,” schrijft zij.

“Dit onderzoek is een eerste puzzelstukje in het beantwoorden van de vraag hoe uit planetesimalen rond witte dwergen echte planeten kunnen ontstaan.”

Voorlopig hoopt Manser de spectroscopie-methode ook op andere stellaire systemen met accretieschijven van gas te kunnen toepassen. Die schijven kunnen volgens hem andere planetesimalen verbergen, die ons meer kunnen vertellen over planetaire levenscyclussen. “En die planetesimalen willen we nu opsporen.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op Nationalgeographic.com 

Lees verder

Ons sterrenstelsel gaat ooit botsen met de buur - maar wanneer?

De voorspellingen over hoe en wanneer de Melkweg en het naburige sterrenstelsel Andromeda botsen, zijn bijgesteld op basis van gegevens van de ruimtesonde Gaia.
6 foto's
6x sprankelende sterrenfoto's
Twinkel twinkel kleine ster..

Er bestaan andere 'aardes' – en hier kunnen we ze het beste zoeken

<em>Een nieuwe catalogus van ruim 1800 sterren vergroot de kans om werelden als de Aarde in onze kosmische achtertuin te ontdekken.</em>