Voor degenen onder ons die amateurastronomie beoefenen, zijn we zeer bekend met de 150 lichtjaar verre Hyades-sterrenhoop - een van de juwelen in de Taurus-kroon. We hebben er talloze keren naar gekeken, maar nu heeft de NASA / ESA Hubble-ruimtetelescoop op haar beurt iets waargenomen en ontdekt wat astronomen niet verwachtten: het puin van aardachtige planeten die in een baan om witte dwergsterren draaien. Worden deze 'burn-outs' vervuild door afval vergelijkbaar met asteroïden? Volgens onderzoekers zou deze nieuwe waarneming kunnen betekenen dat het creëren van rotsachtige planeten in sterclusters gebruikelijk is.
'We hebben chemisch bewijs gevonden voor de bouwstenen van rotsachtige planeten', zegt Jay Farihi van de Universiteit van Cambridge in Engeland. Hij is hoofdauteur van een nieuwe studie die verschijnt in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "Toen deze sterren werden geboren, bouwden ze planeten, en de kans is groot dat ze er momenteel een aantal behouden. Het materiaal dat we zien is hiervan het bewijs. Het puin is minstens zo rotsachtig als de meest primitieve terrestrische lichamen in ons zonnestelsel. '
Dus wat maakt dit een ongewoon voorval? Onderzoek leert ons dat alle sterren in clusters worden gevormd en we weten dat planeten zich rond sterren vormen. De vergelijking gaat echter niet hand in hand. Van de honderden bekende exoplaneten zijn er slechts vier bekend met huizen in sterrenhopen. Dat aantal is trouwens een magere helft procent, maar waarom? In de regel zijn de sterren in een cluster jong en actief. Ze zijn bezig stellaire fakkels te produceren en soortgelijke briljante activiteiten die tekenen van opkomende planeten kunnen maskeren. Dit nieuwe onderzoek richt zich op de "oudere" leden van de clustersterren - de grootouders die mogelijk babysitten.
Om mogelijke kandidaten te lokaliseren, hebben astronomen Hubble's Cosmic Origins Spectrograph gebruikt en gefocust op twee witte dwergsterren. Hun terugkeer vertoonde tekenen van silicium en slechts geringe koolstofniveaus in hun atmosfeer. Deze waarneming was belangrijk omdat silicium de sleutel is in rotsachtige materialen - een belangrijk ingrediënt op de lijst van de aarde en andere soortgelijke vaste planeten. Deze silicium-handtekening is mogelijk afkomstig van het uiteenvallen van asteroïden omdat ze te dicht bij de sterren afdwaalden en uit elkaar werden gescheurd. Een gebrek aan koolstof is even opwindend omdat het, hoewel het de eigenschappen en oorsprong van planetair puin helpt vormen, schaars wordt wanneer rotsachtige planeten worden gevormd. Dit materiaal heeft mogelijk een torus gevormd rond de ter ziele gegane sterren, die de materie vervolgens naar zich toe trok.
'We hebben chemisch bewijs gevonden voor de bouwstenen van rotsachtige planeten', zei Farihi. Het puin is minstens zo rotsachtig als de meest primitieve terrestrische lichamen in ons zonnestelsel. '
Ring rond de rosie? Zeker weten. Dit overgebleven materiaal dat rond de witte dwergsterren wervelt, zou kunnen betekenen dat planeetvorming bijna gelijktijdig plaatsvond toen de sterren werden geboren. Bij hun ineenstorting hebben de overlevende gasreuzen mogelijk de zwaartekracht "geduwd" om asteroïde-achtige lichamen te verplaatsen naar "ster-grazende banen".
'We hebben chemisch bewijs gevonden voor de bouwstenen van rotsachtige planeten', legt Farihi uit. "Toen deze sterren werden geboren, bouwden ze planeten, en de kans is groot dat ze er momenteel een aantal behouden. De tekenen van rotsachtig puin dat we zien, zijn hiervan het bewijs - het is minstens zo rotsachtig als de meest primitieve aardse lichamen in ons zonnestelsel. Het enige dat de witte dwergverontreinigingstechniek ons geeft dat we met geen enkele andere planeetdetectietechniek zullen krijgen, is de chemie van vaste planeten. Op basis van de silicium-koolstofverhouding in ons onderzoek kunnen we bijvoorbeeld zeggen dat dit materiaal in wezen op de aarde lijkt. '
Hoe zit het met toekomstige plannen? Volgens Farihi en het onderzoeksteam kunnen ze, door te blijven observeren met methoden zoals die gebruikt door Hubble, de atmosfeer rond witte dwergsterren nog dieper bekijken. Ze zullen zoeken naar tekenen van "vervuiling" van de vaste planeet - de witte dwergchemie onderzoeken en de samenstelling van de sterren analyseren. Op dit moment vormen de twee 'vervuilde' witte dwergen van Hyades slechts een klein segment van meer dan honderd toekomstige kandidaten die zullen worden bestudeerd door een team onder leiding van Boris Gansicke van de University of Warwick in Engeland. Teamlid Detlev Koester van de Universiteit van Kiel in Duitsland levert ook een bijdrage door geavanceerde computermodellen van witte dwergatmosferen te gebruiken om de overvloed aan verschillende elementen te bepalen die kunnen worden herleid tot planeten in de Hubble-spectrograafgegevens.
'Normaal gesproken zijn witte dwergen als blanco stukjes papier, die alleen de lichte elementen waterstof en helium bevatten', zei Farihi. “Zware elementen zoals silicium en koolstof zinken naar de kern. Het enige dat de witte dwergverontreinigingstechniek ons geeft die we met geen enkele andere planeetdetectietechniek zullen krijgen, is de chemie van vaste planeten.
Het team is ook van plan om ook dieper in de stellaire compositie te kijken. "Het mooie van deze techniek is dat wat het heelal ook doet, we het kunnen meten," zei Farihi. "We hebben het zonnestelsel gebruikt als een soort kaart, maar we weten niet wat de rest van het heelal doet. Hopelijk kunnen we met Hubble en zijn krachtige ultraviolet-lichtspectrograaf COS, en met de aankomende telescopen op de grond van 30 en 40 meter, meer van het verhaal vertellen. "
En we zullen luisteren ...
Oorspronkelijke verhaalbron: Hubble News Release.
