Vermoed werd dat de overblijfselen van planeten door witte dwergen opgeslokt zouden worden. Maar nu weten we dat zeker.
Het lot van de meeste sterren, inclusief die van onze zon, is om ooit in een witte dwerg te veranderen. Op dit moment zijn er al zo’n 300.000 witte dwergsterren in onze Melkweg bekend. Astronomen vermoeden dat deze ‘dode sterren’ de brokstukken van hun planeten en ander materiaal naar zich toetrekken en opslokken. Niemand was daar echter nog getuige van geweest. Tot nu.
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.Ook onze zon zal over vijf miljard jaar eindigen als een compacte witte dwerg. Sterker nog, ongeveer 97 procent van alle sterren veranderen in witte dwergen.
Het is een doorbraak. Want al tientallen jaren analyseren astronomen de elementen op het oppervlak van witte dwergen om de samenstelling te achterhalen.
Vervuilde witte dwergen
Uit deze studies is gebleken dat veel witte dwergen in het Melkwegstelsel ‘vervuild’ zijn met vreemd materiaal. Denk aan zware elementen, zoals ijzer, calcium en magnesium. Gedacht wordt dat dit materiaal afkomstig is van bijvoorbeeld planeten, planetoïden of andere rotsachtige hemellichamen die ooit om die ster cirkelden. Maar tot nu toe hadden astronomen dat materiaal nog nooit naar de ster toegetrokken zien worden.
Röntgenstralen
In de nieuwe studie gebruikten de onderzoekers het Chandra X-ray observatory – dat normaal gesproken wordt gebruikt om röntgenstralen te detecteren van zwarte gaten en neutronensterren – om de nabijgelegen witte dwerg G29-38 te analyseren. Als materiaal van hemellichamen namelijk met voldoende hoge snelheid naar de ster wordt toegetrokken, botst het tegen het oppervlak van de ster en vormt het plasma. Dit gloeiendhete plasma bezinkt vervolgens op het oppervlak. Als het daarna afkoelt, zendt het röntgenstralen uit die met krachtige telescopen kunnen worden gedetecteerd.
Bevestigd
Het detecteren van deze röntgenstralen is overigens nog niet zo eenvoudig. De kleine hoeveelheid die namelijk de aarde bereikt, kan gemakkelijk verloren gaan tussen andere heldere röntgenbronnen aan de hemel. Maar met behulp van Chandra wisten de onderzoekers de witte dwergster G29-38 te isoleren en alleen de röntgenstralen van deze geïsoleerde witte dwerg te bekijken. Vervolgens zagen ze voor hun ogen hoe puin van vernietigde planeten op het oppervlak van de witte dwergster insloeg. De studie bevestigt daarmee dat wat astronomen al tientallen jaren dachten: witte dwergsterren verorberen inderdaad de brokstukken van hun planeten.
Primeur
Het is een primeur. “We hebben eindelijk materiaal de atmosfeer van een ster zien binnendringen,” zegt onderzoeker Tim Cunningham. “Deze detectie levert het eerste directe bewijs dat witte dwergen de overblijfselen van oude planetenstelsels opslokken.”
De studie smaakt naar meer. “Dankzij onze nieuwe techniek kunnen we meerdere systemen bestuderen,” stelt Cunningham. “En op die manier kunnen we een glimp opvangen van het waarschijnlijke lot van zowel de duizenden bekende exoplanetaire systemen als ons eigen zonnestelsel.”
