Het eerste bewijs van een planeet buiten ons zonnestelsel werd geleverd in 1992. Deze exoplaneet werd gevonden in de buurt van een snel draaiende neutronenster, oftewel een pulsar. Nu blijkt dat deze combinatie erg zeldzaam is.

Zombieplaneten
Veel is nog onduidelijk over het ontstaan en overleven van een planeet in een pulsarzonnestelsel. De elektromagnetische straling is immens, maar tegelijk is het er bar koud en duister. Zombieplaneten cirkelen in een rare baan rondom een pulsar in een dood zonnestelsel.

Het Jodrell Bank Observatorium heeft achthonderd pulsars vijftig jaar lang geobserveerd. Wat blijkt: exoplaneten in een baan rondom pulsars zijn erg zeldzaam. Slechts in vier van de achthonderd gevallen werden er exoplaneten ter grootte van de aarde gevonden.

Exo-Brandaris
“Pulsars draaien extreem stabiel rondom hun as. Elke ronde zenden ze krachtige signalen uit die we op aarde kunnen opvangen. Je kunt het zien als een enorme kosmische vuurtoren”, zegt Iuliana Nitu, een PhD-student aan de University of Manchester, die op 12 juli op de National Astronomy Meeting (NAM) gaat vertellen over deze nieuwe bevindingen. “We kunnen de elektromagnetische data opvangen met radiotelescopen. Deze signalen zijn enorm interessant. We kunnen er fascinerende wetenschappelijke ontdekkingen mee doen.”

De allereerste exoplaneet werd dertig jaar geleden ontdekt. Deze zombieplaneet cirkelt rondom een pulsar met de naam PSR B1257+12. Er zijn daar in ieder geval drie hemellichamen die lijken op de planeten in ons zonnestelsel.

Sinds deze ontdekking in de jaren negentig, zijn er nog een handjevol andere pulsars ontdekt die exoplaneten om zich heen hebben. Blijkbaar is het extreme kosmische geweld waarmee een pulsar wordt gevormd, toch vaak iets teveel van het goede voor het ontstaan van lokale planeten.

Diamantplaneet
De uitzonderlijke planeten die wél worden gevonden in de nabijheid van een pulsar, houden er nogal aparte eigenschappen op na. Zo zijn er exoplaneten die bijna volledig bestaan uit diamant, en de baan van deze exotische hemellichamen rondom de pulsar is vaak extreem elliptisch.

Pulsar. Foto: Science Photo Library

Een team astronomen van de University of Manchester heeft de grootste pulsarzoektocht ooit uitgevoerd. De focus lag op het vinden van exoplaneten met een massa tot honderd keer die van de Aarde en een omlooptijd tussen twintig dagen en zeventien jaar.

Er werden tien pulsarsystemen met potentie gevonden. Met name PSR J2007+3120 zag er geschikt uit. Daarin bevinden zich twee exoplaneten die ongeveer dubbel zo zwaar zijn als de Aarde, met een omlooptijd van 1,9 en 3,6 jaren om de pulsar.

Excentrieke ellips
De baan van planeten om de zon in ons zonnestelsel lijkt op een cirkel. De onderzochte exoplaneten trekken echter een scherp elliptische baan rondom hun pulsar. Dit betekent dat ze op een heel andere manier zijn ontstaan dan in ‘normale’ zonnestelsels. “Pulsars zijn ongelooflijk indrukwekkende en exotische ruimteobjecten. Exact dertig jaar geleden werden de eerste planeten ontdekt buiten ons zonnestelsel. Deze exoplaneten cirkelen rondom een pulsar”, aldus Nitu.

“We weten nog steeds vrij weinig over het ontstaan en overleven van deze planeten onder zulke extreme omstandigheden. Uitvinden hoe vaak deze combinatie voorkomt en hoe die eruitziet, is enorm interessant. Deze data gaan ons een stuk verder brengen in de zoektocht naar het reilen en zeilen van pulsars en hun planeten.”

Wat is een pulsar?
Zelfs sterren zijn op een dag opgebrand. Alle waterstof uit de kern is dan omgezet in ijzer. Een ster met een massa van ongeveer tien keer de zon, implodeert uiteindelijk onder zijn eigen zwaartekracht.

Door deze enorme druk fuseren de protonen en elektronen van de ijzeratomen tot neutronen en knalt een groot deel van de ster de ruimte in. Er blijft een snel ronddraaiende pulsar over van circa tien kilometer doorsnee en een massa van anderhalf tot drie zonmassa’s.

Vuurtoreneffect
De elektromagnetische straalstromen die uitgezonden worden bij de polen zijn gigantisch sterk. Deze signalen kunnen wij op aarde waarnemen. Elke pulsar heeft zijn eigen zeer stabiele rotatieperiode, ergens tussen een paar milliseconden en acht seconden. Een soort kosmische vuurtoren dus.

Het zogenaamde ‘pulsprofiel’ van elke afzonderlijke pulsar is uniek. Dit zegt veel over de fysieke processen die zich in en rondom de pulsar afspelen. Hierdoor kunnen we veel te weten komen over mogelijke exoplaneten in hetzelfde stelsel.

De eerste pulsar werd ontdekt in 1967 door Jocelyn Bell in Cambridge. Er zijn tot nu toe meer dan 2600 pulsars beschreven. In 1992 werd de eerste exoplaneet ontdekt. Hij werd gespot in een baan rondom een bekende pulsar.