Astronomen zien exoplaneten voor hun ogen uit elkaar vallen (en dat biedt ongekende inzichten)

Een spectaculaire waarneming in de ruimte: astronomen zagen hoe twee exoplaneten door de extreme hitte van hun sterren letterlijk verdampten. Net als kometen laten ze een spoor van puin achter.

Deze planeten behoren tot een zeldzame subklasse van ultra-kort-periodieke planeten oftewel USP’s, die extreem snel om hun ster draaien en daardoor aan zware omstandigheden worden blootgesteld.

Zeldzame en bijzondere planeten

USP’s draaien in een paar uur tot enkele dagen om hun ster. Daardoor worden ze blootgesteld aan intense hitte, straling en zwaartekracht. Bij veel van deze planeten is steeds dezelfde kant naar hun ster gericht, waardoor die verandert in een verzengende oven. Slechts een op de tweehonderd sterren die lijken op onze zon, heeft een USP, en nog zeldzamer zijn planeten die letterlijk uiteenvallen. Tot nu toe zijn er slechts vijf van zulke disintegrerende planeten bekend.

Twee teams van wetenschappers hebben recentelijk elk een nieuwe stervende planeet ontdekt. En het interessante: deze planeten laten hun materiaal achter in de ruimte, waardoor astronomen mooi kunnen zien uit wat voor materiaal de planeten bestaan.

Planeet met indrukwekkende stofstaarten

De eerste ontdekking, beschreven in een studie van het MIT, gaat over BD+05 4868 Ab. Deze planeet draait in slechts 1,27 dagen om een heldere K-dwergster, oftewel een ster die een beetje zwakker is dan de zon maar veel helderder dan de zwakste sterren. “De desintegrerende planeet rond BD+05 4868 A heeft de meest prominente stofstaarten tot nu toe”, zegt hoofdonderzoeker Marc Hon.

De stofstaarten, een aan de voorkant en een aan de achterkant, bestaan uit deeltjes van verschillende groottes. De planeet verliest massa met een snelheid van 10 aardmassa’s per miljard jaar, wat enorm veel is. Omdat deze planeet waarschijnlijk niet groter is dan onze maan, zal hij binnen enkele miljoenen jaren volledig zijn verdwenen.

Het meest opmerkelijke is dat deze planeet een ster heeft die ongeveer honderd keer helderder is dan die van eerdere bekende disintegrerende planeten. Dit maakt BD+05 4868 Ab tot een ideale kandidaat voor vervolgonderzoek met de James Webb-ruimtetelescoop (JWST) om de samenstelling van de planeet te bestuderen.

Een planeet met ijsachtige verrassingen

De tweede ontdekking, beschreven door onderzoekers van Penn State University, is K2-22b. Deze planeet, gevonden tijdens de K2-missie van Kepler, draait in slechts 9,1 uur om een M-dwergster. Het lichtpatroon van de ster laat zien dat de planeet omgeven is door een wolk van stof en gas, met staarten die lijken op die van een komeet.

De waarnemingen, onder andere met de JWST, onthullen dat het materiaal dat uit de planeet komt waarschijnlijk niet afkomstig is van een ijzerrijk kernmateriaal. In plaats daarvan wijzen de gegevens op mineralen zoals magnesiumsilicaat, afkomstig uit de mantel van de planeet. “Deze planeten leggen letterlijk hun binnenste bloot en dankzij de JWST hebben we eindelijk de middelen om te ontdekken waar die planeten rond andere sterren van gemaakt zijn”, zegt hoofdonderzoeker Nick Tusay van Penn State.

Een opvallende vondst was de aanwezigheid van moleculen zoals NO (stikstofmonoxide) en CO2, die meer lijken op die van ijzige objecten zoals kometen dan op een rotsachtige planeet. “Het was een soort ‘wie heeft dit besteld?’-moment”, aldus Tusay, verwijzend naar de totaal onverwachte ontdekking.

Een nieuwe kijk op planeten

Het onderzoek naar deze disintegrerende planeten geeft astronomen unieke inzichten. Binnen ons eigen zonnestelsel is het bijna onmogelijk om rechtstreeks in planeten te kijken. Maar dankzij deze stervende planeten, die hun binnenste materiaal de ruimte in slingeren, kunnen we meer leren over de samenstelling van rotsachtige werelden.
“Het is opmerkelijk dat we de binnenkant van planeten in ons zonnestelsel nauwelijks kunnen bestuderen, terwijl we nu planeten honderden lichtjaren verderop zien die zichzelf aan ons laten zien”, zegt Jason Wright, professor in astronomie en astrofysica.

Hoewel de JWST oorspronkelijk niet ontworpen was om disintegrerende planeten te bestuderen, biedt de telescoop nu een ongekende mogelijkheid om meer te leren over zulke systemen. Beide teams zijn van plan om BD+05 4868 Ab verder te onderzoeken, aangezien de helderheid van de ster gedetailleerdere metingen mogelijk maakt. “Deze studies hebben bewezen dat het mogelijk is om exoplaneten op deze manier te onderzoeken en openen de deuren naar een geheel nieuw onderzoeksveld”, klinkt het.

Met deze ontdekkingen komen we een stap dichter bij het ontrafelen van de geheimen van planeten die ver buiten ons zonnestelsel liggen. Wat we leren van deze stervende werelden, kan ons begrip van planeetvorming en -evolutie drastisch veranderen.

Bronmateriaal

Fout gevonden?

Interessant voor jou

Voor jou geselecteerd