Overlevende waterwerelden rond witte dwergen: nieuwe hoop voor onderzoek naar buitenaards leven

AmsterdamWaterige planeten rond uitgedoofde sterren zouden ons kunnen helpen om leven te bestuderen, mits ze lang genoeg bestaan. Witte dwergen, sterren die hun brandstof hebben verbruikt, zijn wellicht geschikt voor dit onderzoek. Hun zwakke licht en kleine omvang maken het eenvoudiger om planeten met water rondom hen te ontdekken.

Astronomen zoeken naar leven op exoplaneten door te bestuderen hoe licht door hun atmosferen gaat tijdens transities. Ze analyseren dit licht om verschillende elementen en moleculen te identificeren. Grotere sterren, die actief kernfusie ondergaan, kunnen dit proces bemoeilijken. Daarentegen zijn witte dwergen gemakkelijker te onderzoeken omdat ze een eenvoudiger achtergrond bieden.

Juliette Becker, astronomieprofessor aan de Universiteit van Wisconsin-Madison, heeft een studie geleid over witte dwergsterrenstelsels. Het onderzoek toont aan dat waterige planeten mogelijk de laatste gewelddadige fasen van hun sterren kunnen overleven. Deze bevindingen werden gepresenteerd op de 244e bijeenkomst van de American Astronomical Society en worden momenteel beoordeeld door de AAS Journals.

Belangrijke uitdagingen voor dergelijke planeten zijn onder meer:

• Overleven van de sterrexpansie, waarbij deze tot wel 100 keer zijn normale straal kan groeien
• Ontsnappen aan opgeslokt worden tijdens deze fase
• Weerstaan van een enorme toename in helderheid die hun oceanen kan verdampen

Wanneer grotere sterren zonder brandstof komen te zitten, zetten ze uit en kunnen ze nabijgelegen planeten opslokken. Dit proces is meestal schadelijk. Planeten moeten minimaal 5 tot 6 astronomische eenheden (AE) verwijderd zijn om hun water te behouden. Eén AE is de gemiddelde afstand van de Aarde tot de Zon.

Lees ook:

Vandaag · 13:23

Nieuwe inzichten: mechanische krachten sturen genexpressie aan

Als een planeet niet vernietigd wordt, ondervindt deze toch problemen. De ster verliest massa en straalt meer licht uit, wat de planeten erg heet kan maken. Deze hitte kan oceaanwater doen verdampen. Planeten die ooit koud en ver weg waren, kunnen dan veel warmer worden.

Wanneer een ster een witte dwerg wordt, koelt deze af. Planeten die verder weg liggen, zullen bevroren water hebben, wat leven onmogelijk maakt. Om een planeet weer bewoonbaar te maken, moet deze veel dichter bij de witte dwerg komen, tot ongeveer 1% van 1 AE.

Een planeet kan via getijdenmigratie naar een nauwer baan bewegen. Gedurende dit proces verandert de baan van de planeet door dynamische instabiliteit. De planeet komt eerst in een elliptische baan terecht voordat hij dichter bij de witte dwerg komt.

Deze modellen tonen aan dat het moeilijk maar mogelijk is voor een planeet om te overleven. Becker werkte samen met de astrofysicus Andrew Vanderburg van MIT en de afgestudeerde student Joseph Livesey van UW-Madison.

Meer onderzoek is noodzakelijk om deze modellen te verbeteren en telescoopwaarnemingen te sturen. Het ontdekken van witte dwergen met potentieel bewoonbare exoplaneten kan helpen om belangrijke telescooptijd te prioriteren. Becker benadrukt dat theoretische methoden kunnen helpen om de beste doelen te identificeren en tijdverlies op minder veelbelovende opties te voorkomen.