Astronomen hebben achterhaald hoe een gigantische planeet de dood van zijn ster heeft kunnen overleven. Dat geeft ook inzicht in de toekomst van ons eigen zonnestelsel.

Op zo’n 80 lichtjaar van de aarde bevindt zich een witte dwerg. Dat is een compacte, dode ster. Opvallend genoeg draait er een gigantische planeet heel dicht om deze witte dwerg. De gasreus voltooit een rondje in slechts 1,4 dagen. Dat is vreemd, want wanneer een ster in een witte dwerg verandert, verwoest hij alle planeten die dichtbij zijn. Een nieuwe studie in Nature beschrijft nu hoe deze planeet de dood van de ster kon overleven.

Lees ook:

• Opmerkelijk grote witte dwerg blijkt overblijfsel van zeldzame botsing
• Exoplaneet met bizarre atmosfeer ontdekt: astronomen staan voor een raadsel

Hoe vormt een witte dwerg?

Eerst even een korte uitleg over hoe een witte dwerg ontstaat. Wanneer de brandstof van een kleine of middelgrote ster – zoals de zon – op is, stort zijn kern in. Hierbij komt veel hitte vrij, waardoor de buitenste gaslagen enorm opzwellen. De ster kan wel honderd keer zo groot worden en verandert in een rode reus. Tijdens dit proces slokt hij alle planeten op die dichtbij staan. In ons sterrenstelsel wachten Mercurius, Venus en mogelijk ook de aarde dat lot.

De rode reus werpt zijn opgezwollen gaslagen langzaam het heelal in. Uiteindelijk blijft alleen de inactieve kern over – de ster wordt nu een witte dwerg genoemd. Witte dwergen zijn erg compact. Ze hebben ongeveer het formaat van de aarde, terwijl ze grofweg evenveel massa hebben als de halve zon. Ze zijn aanvankelijk enorm heet, maar koelen geleidelijk af, aangezien ze geen brandstof meer hebben om nieuwe hitte te produceren.

Heter dan verwacht

Terug naar de witte dwerg van de studie. De planeet die daaromheen draait, WD 1856 b, heeft vier tot elf keer zoveel massa als Jupiter. Hoewel sterren vaak veel groter zijn dan hun planeten, is WD 1856 b ongeveer zeven keer zo groot als de witte dwerg. Maar het is nog vreemder dat hij zo dicht rond de dode ster draait, want waarom is hij niet opgeslokt toen de ster nog een rode reus was?

Een internationaal team van astronomen heeft met de James Webb-ruimtetelscoop nu de temperatuur en atmosfeer van de exoplaneet kunnen meten. Daaruit bleek dat de gasreus flink warmer was dan verwacht. Hij heeft een temperatuur van zo’n 126 graden Celsius, ongeveer 240 graden warmer dan je zou verwachten als de enige hittebron de witte dwerg zou zijn.

Deze vondst leidde ertoe dat de onderzoekers een scenario konden schetsen dat verklaart waarom WD 1856 b de dood van zijn ster heeft overleefd en zo dicht rond de witte dwerg draait.

Later pas verhuisd

Er bestonden al twee theorieën voor de merkwaardige baan van de planeet. Volgens een daarvan werd hij wel degelijk opgeslokt door de rode reus, maar overleefde hij zijn tijd binnenin de ster. Volgens de andere theorie bevond de gasreus zich op een veilige afstand toen de ster een rode reus was en is hij pas later naar zijn huidige baan gemigreerd.

Omdat er tegenwoordig geen hittebron meer is om de temperatuur van de planeet te verklaren, moet het restwarmte zijn van een tijd waarin de planeet werd verhit – doordat hij werd opgeslokt door de rode reus, of doordat hij migreerde. De onderzoekers combineerden de nieuwe data van de James Webb-telescoop met computermodellen die simuleren hoe grote gasreuzen zoals WD 1856 b afkoelen. Zo konden ze voorspellen hoe heet de planeet ooit was geweest en wanneer de verhitting moet hebben plaatsgevonden.

Daaruit bleek dat de planeet pas opwarmde toen de witte dwerg al 3 tot 5,5 miljard jaar bestond. Dit suggereert dat hij een wijde baan had waardoor hij veilig was van de rode reus en dat hij pas later naar zijn huidige locatie verhuisde. Tijdens die migratietocht onderging hij waarschijnlijk sterke interacties met de zwaartekracht van de witte dwerg, wat hem flink heeft opgewarmd. Sindsdien koelt hij langzaam af.

Onze eigen toekomst

De witte dwerg en WD 1856 b geven mogelijk een kijkje in de toekomst van ons eigen zonnestelsel. De dood van de zon hoeft blijkbaar niet per se het einde van het zonnestelsel te betekenen. Misschien blijven sommige planeten nog miljarden jaren evolueren nadat de zon uitdooft.

Bronnen: Nature, University of St. Andrews via EurekAlert!, Northwestern University via EurekAlert!