Astronomen hebben met behulp van de Very Large Telescope een reuzenplaneet waargenomen die op kleine afstand om een witte dwerg cirkelt.

Een ster kan op verschillende manieren de pijp uitgaan – dat hangt voornamelijk af van zijn massa. Een mogelijk eindstadium is dat hij eerst opzwelt tot een rode reus die heel makkelijk zijn buitenste lagen verliest. Wat overblijft, is een witte dwerg: de opgebrande sterkern met een massa vergelijkbaar met onze zon. Om zulke stellaire overblijfsels kunnen nog steeds planeten cirkelen en al lange tijd denken astronomen dat er veel van dergelijke sterrenstelsels bestaan. Er was alleen nog nooit bewijs voor gevonden. Tot nu.

Astronomen hebben namelijk met de Very Large Telescope in Chili een Neptunus-achtige planeet waargenomen die een baan beschrijft om de witte dwergster WDJ0914+1914. De exoplaneet bevindt zich op een afstand van zo’n 1500 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Kreeft.

Lees ook:

• ‘Zon kristalliseert tot solide bol’
• Deze witte dwergen vertonen vreemd gedrag
• Dwergster eet dwergplaneet op

Buitenbeentje

Per toeval ontdekte een team van sterrenkundigen, onder leiding van astronoom Boris Gänsicke van de Universiteit van Warwick, de reuzenplaneet. Bij het doorspitten van gegevens van 7000 witte dwergen, verkregen met de Sloan Digital Sky Survey, stuitten de wetenschappers op een vreemde eend in de bijt.

Om te achterhalen waarom deze witte dwerg zo anders was, richtten de onderzoekers de X-shooter-spectrograaf van de Very Large Telescope op de ster. Die stelde vast dat er in de buurt van dwergster WDJ0914+1914 waterstof, zuurstof en zwavel aanwezig waren. Deze elementen zijn niet afkomstig van de dwergster zelf, maar maken deel uit van een kolkende schijf van gas dat naar de witte dwerg toe stroomt. Hoe kan dat?

Verdampende reuzenplaneet

Volgens de astronomen is er maar een mogelijke verklaring: om de witte dwergster cirkelt op zo’n 10 miljoen kilometer afstand een reuzenplaneet die langzaam aan het verdampen is. De gemeten hoeveelheden waterstof, zuurstof en zwavel komen namelijk overeen met die in de diepe atmosfeerlagen van ijzige reuzenplaneten zoals Neptunus. De extreme uv-straling van de witte dwerg ontdoen de exoplaneet van zijn buitenste lagen, waardoor het ontsnapte gas naar de ster stroomt.

“Wat een gave ontdekking!”, mailt de enthousiaste astronoom Silvia Toonen (Universiteit van Amsterdam), gespecialiseerd in witte dwergen. “Sterrenkundigen zijn al lang op zoek naar planeten rondom witte dwergen. De eerste planeten buiten ons zonnestelsel zijn waargenomen in de jaren 90, maar tot nu toe was er geen gevonden rondom een witte dwerg. Omdat witte dwergen minder helder zijn, kunnen we ze alleen tot op kortere afstand zien, waardoor we er minder kunnen zien en in minder detail.”

Transformatie

Het is dus de eerste keer dat sterrenkundigen bewijs vinden voor dit verschijnsel. Volgens het team geeft de ontdekking ook meer informatie over het lot van ons eigen zonnestelsel. Toonen: “In de kern van onze zon wordt waterstof omgezet in helium. Op een gegeven moment – over biljoenen jaren – raakt deze brandstof op en verandert de zon in een zogeheten rode reus waarbij hij honderden keren groter wordt en nabije planeten, inclusief de aarde, opslokt. Sterrenkundigen vroegen zich dus af of dit niet de reden kon zijn waarom we ook geen planeten rondom witte dwergen gevonden hebben.”

Dat deze planeet op zo’n korte afstand van zijn moederster draait, impliceert dat de reuzenplaneet pas om de ster is gaan cirkelen nadat deze is veranderd in een witte dwerg, anders zou hij hem in zijn ‘rode reusfase’ wel hebben opgeslokt.

Hoe de planeet destijds naar zijn moederster is gemigreerd, is nog niet duidelijk, maar het team denkt dat zwaartekrachtsinteracties met andere planeten in het stelsel hiervoor verantwoordelijk zijn geweest. Dat betekent ook dat meerdere planeten de gedaantewisseling van rode reus naar witte dwergster kunnen hebben overleefd.

Gänsicke: “Tot voor kort hadden maar weinig astronomen nagedacht over het lot van planeten rond stervende sterren. Deze ontdekking van een planeet die op geringe afstand om een uitgebrande sterkern draait, toont maar weer eens aan dat het heelal ons voortdurend uitdaagt om met nieuwe ideeën te komen.”

Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in Nature.

In KIJK 1/2020 lees je alles over de Extremely Large Telescope: de opvolger van de Very Large Telescope in Chili. Deze editie ligt in de winkel vanaf 19 december tot en met 22 januari.

Bronnen: Nature, ESO, EurekAlert!

Beeld: ESO/M. Kornmesser