Wanneer een ster het einde van zijn levenscyclus bereikt, zal hij zijn buitenste lagen afblazen in een vurige explosie die bekend staat als een supernova. Wat minder zware sterren betreft, zal een witte dwerg achterblijven. Evenzo zullen bij alle planeten die ooit rond de ster draaiden ook hun buitenste lagen worden weggeblazen door de gewelddadige uitbarsting, waardoor de kernen achterblijven.
Decennia lang hebben wetenschappers deze planetaire restanten kunnen detecteren door te zoeken naar de radiogolven die worden gegenereerd door hun interacties met het magnetische veld van de witte dwerg. Volgens nieuw onderzoek door een paar onderzoekers zullen deze 'radio-luide' planetaire kernen tot een miljard jaar na het afsterven van hun sterren radiosignalen blijven uitzenden, waardoor ze vanaf de aarde waarneembaar zijn.
Het onderzoek werd uitgevoerd door Dr. Dimitri Veras van het Center for Exoplanets and Habitability van de University of Warwick en prof. Alexander Wolszczan, de beroemde exoplanetenjager van het Center for Exoplanets and Habitable Worlds van de Pennsylvania State University. De studie met hun bevindingen werd onlangs gepubliceerd in de Maandelijkse aankondigingen van de Royal Astronomical Society.
Deze methode voor het detecteren van exoplaneten is eigenlijk al heel lang bekend. In feite werd het in 1990 door Dr. Wolszcan zelf gebruikt om de allereerste bevestigde exoplaneet rond een pulsar te detecteren. Dit is mogelijk vanwege de manier waarop het krachtige magnetische veld van een witte dwerg zal interageren met de metalen constituties van een planetaire kern.
Hierdoor fungeert de kern als geleider, wat kan leiden tot de vorming van een unipolaire inductorkring. Straling van dit circuit wordt uitgezonden als radiogolven die vervolgens kunnen worden gedetecteerd door radiotelescopen op aarde. Veras en Wolszcan probeerden echter te achterhalen hoe lang deze kernen kunnen overleven nadat ze van hun buitenste lagen zijn ontdaan (en dus hoe lang ze nog kunnen worden gedetecteerd).
Simpel gezegd, planetaire kernen die om een witte dwergster draaien, worden onvermijdelijk naar binnen gesleept vanwege de invloed van de elektrische en magnetische velden van de witte dwerg (een fenomeen dat bekend staat als Lorenz-drift). Zodra ze dichtbij genoeg zijn, zullen de planetaire overblijfselen door de krachtige zwaartekracht van de witte dwerg uit elkaar worden gerukt en verteerd - op dat moment zullen ze niet langer detecteerbaar zijn.
In eerdere modellen berekenden astronomen de overlevingskansen van planetaire kernen op basis van hoe lang het zou duren voordat de kernen naar binnen zouden drijven. Veras en Wolszcan hebben echter ook de invloed van zwaartekrachtgetijden in hun model verwerkt, wat een gelijke of dominante kracht kan vertegenwoordigen.
Vervolgens voerden ze simulaties uit met behulp van het hele scala van waarneembare magnetische veldsterktes van witte dwergen en hun potentiële atmosferische elektrische geleidbaarheid. Uiteindelijk hun
“Er is een goede plek om deze planetaire kernen te detecteren: een kern die te dicht bij de witte dwerg staat, zou worden vernietigd door getijdenkrachten en een kern die te ver weg is, zou niet detecteerbaar zijn. En als het magnetische veld te sterk is, zou het de kern in de witte dwerg duwen en deze vernietigen. Daarom moeten we alleen naar planeten zoeken rond die witte dwergen met zwakkere magnetische velden op een scheiding tussen ongeveer 3 zonnestralen en de afstand tussen Mercurius en Zon. '
'Niemand heeft ooit eerder de naakte kern van een grote planeet gevonden, noch een grote planeet alleen door het bewaken van magnetische handtekeningen, noch een grote planeet rond een witte dwerg. Daarom zou een ontdekking hier ‘primeurs’ vertegenwoordigen in drie verschillende betekenissen voor planetaire systemen. "
Het paar hoopt hun resultaten te gebruiken om toekomstige zoekopdrachten naar planetaire kernen rond witte dwergen te informeren. "We zullen de resultaten van dit werk gebruiken als richtlijnen voor het ontwerpen van radio-zoekopdrachten voor planetaire kernen rond witte dwergen", zei prof. Wolszczan. "Gezien het bestaande bewijs voor de aanwezigheid van planetair puin rond velen van hen, denken we dat onze kansen op spannende ontdekkingen vrij goed zijn."
Ze hopen deze waarnemingen uit te voeren met radiotelescopen zoals de Arecibo Observatory in Puerto Rico en de Green Bank Telescope in West Virginia. Deze geavanceerde instrumenten stellen hen in staat om witte dwergen te observeren in dezelfde delen van het elektromagnetische spectrum die de doorbraak ontdekten die Prof. Wolszczan en zijn collega's in 1990 deden.
'Een ontdekking zou ook helpen om de geschiedenis van deze ster te onthullen
Miljarden jaren vanaf nu, nadat onze zon supernova is geworden en de planeten in het binnenste zonnestelsel verbrande metalen ballen zijn, is het enigszins bemoedigend om te weten
