De planeet is ook nog eens veel groter dan de stervende ster waar deze omheen cirkelt.
Witte dwergen zijn eigenlijk restanten van zonachtige sterren die aan het einde van hun leven zijn gekomen. Ook onze zon zal over ongeveer vijf miljard jaar in een witte dwerg veranderen. Planeten die rond zo’n stervende ster cirkelen worden naar de ster toegetrokken en opgeslokt. Maar blijkbaar weten sommige planeten aan dit akelige noodlot te ontkomen. Want onderzoekers hebben voor het eerst een planeet rond een stervende ster ontdekt.
WD 1856 b
De nieuw ontdekte planeet heeft de naam WD 1856 b gekregen en is ongeveer net zo groot als planeet Jupiter uit ons zonnestelsel. WD 1856 b bevindt zich op ongeveer 80 lichtjaar afstand van de aarde in het uitgestrekte noordelijke sterrenbeeld Draak. De planeet voltooit elke 34 uur een rondje rond zijn ster; een heuse witte dwerg (zie kader) van bijna 6 miljard jaar oud. “De bevindingen zijn opmerkelijk. “Deze planeet is dus ongeveer net zo groot als Jupiter maar heeft een zeer korte omlooptijd,” legt onderzoeker Ian Crossfield uit. “Een jaar op deze planeet duurt slechts 1,4 dagen.” Ter vergelijking; de dichtstbijzijnde planeet bij onze zon – Mercurius – doet er 90 dagen over om een rondje rond de zon te voltooien. “WD 1856 b draait dus heel snel rond de witte dwergster.”
Als een ster ouder wordt, valt de waterstoffusie in de kern van de ster stil en zwelt deze op. Dan ontstaat een rode reus. Wanneer de ster vervolgens zijn buitenste lagen gas en stof weg blaast, trekt de kern samen en blijft een witte dwerg over. De ster is aan het einde van zijn leven gekomen. Zo’n witte dwerg is ongeveer net zo groot als de aarde, maar heeft een veel grotere dichtheid (een theelepel witte dwerg-materie weegt ongeveer net zoveel als een olifant op aarde!). Het sterfproces heeft daarnaast grote invloed op de planeten die rond zo’n ster cirkelen. De meeste planeten zullen namelijk naar de ster toegetrokken en opgeslokt worden.
Dat er nu een planeet rond een stervende ster is aangetroffen, is een enorme mijlpaal en bevestigt dat dit soort bizarre stelletjes daadwerkelijk bestaan. Gewoonlijk verslindt een witte dwerg terwijl hij langzaam sterft de omcirkelende planeten. Maar niet in het geval van WD 1856 b, die er op een of andere manier in is geslaagd om aan volledige verwoesting te ontkomen. “Dit vertelt ons dat witte dwergen planeten kunnen hebben, iets dat we eerder nog niet wisten,” concludeert Crossfield. “Er zijn nu mensen die op zoek zijn naar planeten rond witte dwergen die mogelijk bewoonbaar zouden kunnen zijn.”
Leefbaar
Hoewel witte dwergen geen kernfusie meer uitvoeren, geven ze nog steeds licht en warmte af terwijl ze langzaam afkoelen. Het is mogelijk dat een planeet die dicht genoeg bij een stervende ster in de buurt staat, zich in de zogenaamde leefbare zone bevindt. Op planeten die zich in deze zone bevinden kan vloeibaar water – een belangrijk ingrediënt voor leven zoals wij dat kennen – voorkomen. “Dit zou echter een behoorlijk vreemd systeem omvatten,” aldus Crossfield. “Bovendien moeten we goed nadenken over hoe de planeten het al die tijd hebben kunnen overleven. Maar het is een groot universum! Wat we nu in ieder geval weten, is dat sommige soorten planeten toch rond een witte dwerg cirkelen. En dat moedigt zoektochten naar nog kleinere planeten rond stervende sterren aan.”
TESS
De onderzoekers kwamen WD 1856 b op het spoor met behulp van planetenjager TESS. TESS gebruikt voor het opsporen van de exoplaneten de zogenoemde transit-methode. Daarbij staart de planetenjager dagen achtereen naar flarden van de hemel op zoek naar sterren waarvan de helderheid periodiek afneemt. Zo’n ‘dipje’ in de helderheid van een ster kan er namelijk op wijzen dat er een planeet rond de ster cirkelt die zo af en toe een deel van het sterlicht tegenhoudt. Toch valt uit de data nog niet zo gemakkelijk op te maken of het daadwerkelijk om een planeet gaat. “Het vertelt je alleen dat er ‘iets’ is dat het sterlicht tegenhoudt, maar niet noodzakelijkerwijs dat het een planeet is,” legt Crossfield uit. “Het zou bijvoorbeeld ook een andere vage ster in plaats van een planeet kunnen zijn.”
Ontdekking
Om te achterhalen of er rond de witte dwergster een planeet cirkelt of dat het toch een passerende ster is, bestudeerden de onderzoekers het systeem met infrarood. “Het nieuwe object kon een kleine ster of een grote planeet zijn,” zegt Crossfield. “We konden het verschil achterhalen door te bestuderen of het object infraroodlicht uitzendt. Sterren zijn over het algemeen heter dan planeten en zouden in het infrarood moeten opgloeien. Planeten zijn daarentegen juist kouder dan sterren. Dit betekent dat we slechts een beetje of helemaal geen infraroodlicht zouden moeten zien.” De onderzoekers analyseerden het licht met behulp van de inmiddels ter ziele gegane ruimtetelescoop Spitzer. “We zagen helemaal geen infraroodlicht,” vertelt Crossfield. “Bovendien kwamen de transits die zowel TESS als Spitzer hadden vastgelegd, volledig overeen. Hierdoor wisten we vrijwel zeker dat we een planeet en geen ster hadden ontdekt.”
Overleving
De vraag is nu alleen nog hoe het kan dat WD 1856 b niet door de stervende ster is opgeslokt. Het team denkt dat de gasvormige planeet werd aangetrokken door de zwaartekracht van de witte dwerg lang nadat de ster de rode reus-fase achter zich had gelaten. Anders zou de planeet in zijn huidige baan door de ster zijn vermorzeld. WD 1856 b bevond zich in eerste instantie waarschijnlijk op veilige afstand van de witte dwerg maar werd in de loop van miljarden jaren steeds dichter naar de stervende ster toegetrokken, waardoor hij zich nu in een strakke, cirkelvormige baan rond de ster bevindt.
Grote vraag is natuurlijk of de ontdekking van de eerste planeet in een baan rond een stervende ster betekent dat ook de aarde een kans heeft om te overleven als de zon over zo’n vijf miljard jaar vergaat. “Dat is onwaarschijnlijk,” is het wat spijtige antwoord. Maar we hoeven niet te treuren. Het onderzoek bevestigt dat witte dwergen wel degelijk planeten kunnen herbergen die zich mogelijk ook nog eens in de leefbare zone kunnen bevinden. En dat biedt een verleidelijke mogelijkheid om naar andere levensvormen te zoeken. De unieke structuur van een witte dwerg-planeet-systeem verschaft namelijk de ideale omstandigheden om een zoektocht naar chemische signaturen in de atmosfeer van de planeten te openen. En op die manier kunnen we van veraf naar sporen van leven zoeken op een planeet waarvan niemand had gedacht dat die kon bestaan.
