Astronomen hebben een plasmawolk ontdekt die door een andere ster de ruimte in is geslingerd. De uitbarsting was krachtig genoeg om de atmosfeer weg te blazen van elke ongelukkige planeet die op zijn pad kwam.
De uitbarsting was een zogeheten coronale massa-ejectie (CME), een uitbarsting van plasma en magnetische velden die we vaak op de zon zien. Bij een CME worden enorme hoeveelheden materiaal van onze ster weggeslingerd die de omringende ruimte overspoelen. Dit noemen we een plasmawolk. Deze uitbarstingen vormen en sturen het ruimteweer, waaronder het poollicht dat we op aarde zien, maar ook de atmosfeer van nabijgelegen planeten kan worden aangetast.
Nog nooit waargenomen bij andere sterren
Hoewel CME’s veel voorkomen bij de zon, waren ze tot nu toe nog nooit op een andere ster gezien. “Astronomen willen al tientallen jaren een CME op een andere ster ontdekken”, vertelt Joe Callingham van het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), auteur van het nieuwe onderzoek dat is gepubliceerd in Nature. “Eerdere bevindingen hebben gesuggereerd dat ze bestaan, maar hebben nog niet bevestigd dat er daadwerkelijk materiaal de ruimte in is ontsnapt. Daar zijn we nu voor het eerst in geslaagd.”
Wanneer een CME door de interplanetaire ruimte reist, komt daar een schokgolf en een uitbarsting van radiogolven bij vrij. Dit korte radiosignaal werd door Callingham en zijn collega’s opgepikt en bleek afkomstig te zijn van een ster op ongeveer 40 lichtjaar afstand. Dat is iets minder dan 15 keer de diameter van het zonnestelsel, dichtbij volgens kosmische normen.
“Dit type radiosignaal zou gewoon niet bestaan als het materiaal de bubbel van krachtig magnetisme van de ster niet volledig had verlaten”, voegt hij toe. “Met andere woorden, het wordt veroorzaakt door een CME.”
De ster waar de CME op plaatsvond is een rode dwerg, een soort ster die veel zwakker, koeler en kleiner is dan de zon. Hij lijkt dan ook in niets op onze eigen ster, de rode dwerg heeft ongeveer de helft van de massa, draait 20 keer sterker en heeft een 300 keer zo krachtig magnetisch veld. De meeste planeten die in de Melkweg voorkomen draaien om dit type ster.
Het belang van de twee telescopen
Het radiosignaal werd opgepikt met de LOFAR-radiotelescoop met behulp van nieuwe dataverwerkingsmethoden. Het team gebruikte vervolgens de XXM-Newton-ruimtetelescoop om de temperatuur, draaiing en helderheid van de ster in röntgenlicht te bepalen. Dit is belangrijk om het radiosignaal te onderzoeken en erachter te komen wat er precies aan de hand is.
“We hadden de gevoeligheid en frequentie van LOFAR nodig om de radiogolven te detecteren”, zegt onderzoeker David Konijn, een promovendus die met Joe samenwerkt bij ASTRON. “En zonder XMM-Newton hadden we de beweging van de CME niet kunnen bepalen of in een zonnecontext kunnen plaatsen, beide cruciaal om te bewijzen wat we hadden gevonden. Geen van beide telescopen alleen zou voldoende zijn geweest, we hadden beide nodig.”
Ze stelden vast dat de CME met een bizarre snelheid van 2400 kilometer per seconde voortbewoog, een snelheid die slechts bij een op de twintig CME’s op de zon wordt gezien. De uitbarsting was zowel snel als compact genoeg om de atmosfeer van planeten die dicht om de rode dwerg draaiden volledig te veranderen.
Een gevaar voor planeten
Dat de CME de atmosfeer helemaal kan ontmantelen is een spannende ontdekking voor de zoektocht naar leven rond andere sterren. Of een planeet leven kan bevatten, zoals wij dat kennen wordt bepaald door de afstand tot zijn moederster. De planeet moet zich binnen de ‘leefbare zone’ van de ster bevinden, een gebied waar vloeibaar water kan bestaan op het oppervlak met een geschikte atmosfeer. Dit is nogal een uniek scenario, te dicht bij de ster is te heet, te ver weg is te koud, alleen ertussen is precies goed.
Maar wat als die moederster bijzonder actief is en regelmatig gevaarlijke uitbarstingen als deze uitstoot? Een planeet die regelmatig wordt gebombardeerd door krachtige CME’s, kan zijn atmosfeer volledig verliezen en als kale rots achterblijven, een onbewoonbare wereld, ondanks dat zijn ligging precies goed is.
“XMM-Newton helpt ons nu te ontdekken hoe CME’s per ster variëren, iets dat niet alleen interessant is voor onze studie van sterren en onze zon, maar ook voor onze zoektocht naar leefbare werelden rond andere sterren”, vertelt ESA’s XMM-Newton-projectwetenschapper Erik Kuulkers. “Het toont ook de immense kracht van samenwerking aan, die ten grondslag ligt aan alle succesvolle wetenschap. De ontdekking was een ware teaminspanning en maakt een einde aan de decennialange zoektocht naar CME’s buiten de zon.”
