Onze planeet blijkt te zijn opgebouwd uit vrij normale ingrediënten.

Dat concluderen astronomen nadat ze de samenstelling van 18 verschillende planetaire systemen bestudeerden en vergeleken met die van de aarde. Ze ontdekten dat veel elementen die we in de aarde aantreffen ook in die andere planetaire systemen te vinden zijn en vaak ook nog eens in dezelfde verhoudingen.

Witte dwergen
De onderzoekers richtten zich in hun studie op witte dwergen. Dit zijn sterren die aan het einde van hun leven zijn gekomen en waarin geen kernreacties meer plaatsvinden. “De atmosfeer van witte dwergen bestaat of uit waterstof of uit helium,” legt onderzoeker Siyi Xu uit. Beide elementen laten een duidelijk spectroscopisch signaal zien. Dat wil zeggen dat uit een analyse van het lichtspectrum van de witte dwerg goed kan worden afgeleid waar de atmosfeer uit is opgebouwd. “Maar terwijl de ster afkoelt, begint deze materiaal van de planeten, planetoïden, kometen en al het andere dat om de ster heen draait, te verzamelen.” Dat materiaal vormt een stofring rond de witte dwerg. “Terwijl dit materiaal de ster nadert, verandert het de manier waarop we de ster zien.” Het materiaal ‘vervuilt’ het lichtspectrum als het ware. En dat is goed nieuws. Want het betekent dat je uit het lichtspectrum van een witte dwerg die omringd wordt door een stofschijf af kan lezen uit welke elementen de planeten rond deze witte dwerg zijn opgebouwd. En dat is exact wat Xu en collega’s hebben gedaan. Ze gebruikten daarvoor de Keck-telescoop op Hawaii en de ruimtetelescoop Hubble.

Calcium en magnesium
“In dit onderzoek hebben we ons gericht op een aantal witte dwergen met stofschijven,” vertelt Xu. “We zijn in staat geweest om voor de meeste sterren vast te stellen hoeveel calcium, magnesium en silicium ze bevatten.” En in sommige sterren hebben de onderzoekers zelfs nog meer elementen kunnen detecteren. “Ook hebben we mogelijk in één van de systemen water gevonden, maar we hebben dat nog niet kunnen kwantificeren. Het lijkt aannemelijk dat er in sommige van deze werelden heel veel water te vinden is. Zo hebben we bijvoorbeeld eerder een stersysteem geïdentificeerd – op zo’n 170 lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld Ossenhoeder – dat een samenstelling heeft die sterk lijkt op die van komeet Halley.”

Deze artistieke impressie laat een ‘vervuilde’ witte dwerg zien. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech.

Overeenkomsten
Over het algemeen bleken de bestudeerde witte dwergen echter te wijzen op planetaire samenstellingen die grofweg vergelijkbaar zijn met de samenstelling van de aarde. “De meeste bouwblokken die we in andere planetaire systemen bestudeerd hebben, lijken in ongeveer dezelfde verhoudingen voor te komen als op aarde,” stelt Xu. “Afgaand op wat we zien zijn we – als het gaat om de aanwezigheid en verhouding van elementen – heel normaal. En dat betekent dat we waarschijnlijk mogen verwachten dat we aardachtige planeten elders in ons sterrenstelsel gaan aantreffen.”

In de toekomst hopen de onderzoekers nog veel meer witte dwergen te bestuderen en ook nog nauwkeuriger de samenstelling van de hemellichamen die rond deze witte dwergen cirkelen, vast te kunnen stellen. Ondertussen gaat de zoektocht naar aardachtige planeten niet alleen door, maar krijgt deze ook een boost met de recente lancering van planetenjager TESS. “Het is geweldig om bewijs te hebben dat planeten met aardachtige samenstellingen vrij veel voorkomen,” vindt Sara Seager, nauw betrokken bij de TESS-missie. “Het versterkt ons vertrouwen dat een aardachtige planeet rond een nabije, normale ster op ontdekking wacht.”