Wetenschappers hebben een Jupiter-achtige planeet gezien die de dood van zijn ster heeft overleefd. Krediet: WM Keck Observatorium/Adam Makarenko
Hoe zal het zonnestelsel sterven? Het is een enorm belangrijke vraag waar onderzoekers veel in excess of hebben gespeculeerd, waarbij ze onze kennis van de natuurkunde gebruiken om complexe theoretische modellen te creëren. We weten dat de zon uiteindelijk een “witte dwerg” zal worden, een verbrand stellair overblijfsel waarvan het zwakke licht geleidelijk overgaat in duisternis. Deze transformatie zal een gewelddadig proces satisfied zich meebrengen dat een onbekend aantal van zijn planeten zal vernietigen.
Dus welke planeten zullen de dood van de zon overleven? Een manier om het antwoord te vinden is doorway te kijken naar het whole lot van andere soortgelijke planetenstelsels. Dit is echter moeilijk gebleken. De zwakke straling van witte dwergen maakt het moeilijk om exoplaneten (planeten rond andere sterren dan onze zon) te zien die deze stertransformatie hebben overleefd – ze bevinden zich letterlijk in het donker.
Van de meer dan 4.500 exoplaneten die momenteel bekend zijn, zijn er zelfs slechts een handvol gevonden rond witte dwergen – en de locatie van deze planeten suggereert dat ze daar zijn aangekomen na de dood van de ster.
Dit gebrek aan gegevens schetst een onvolledig beeld van ons eigen planetaire lot. Gelukkig vullen we nu de gaten op. In ons nieuwe artikel, gepubliceerd in Character, rapporteren we de ontdekking van de eerste bekende exoplaneet die de dood van zijn ster overleeft zonder dat zijn baan wordt veranderd doorway andere planeten die ronddraaien – op een afstand die vergelijkbaar is achieved die tussen de zon en de planeten van het zonnestelsel .
Een Jupiter-achtige planeet
Deze nieuwe exoplaneet, die we ontdekten satisfied het Keck Observatorium op Hawaï, lijkt in het bijzonder op Jupiter in zowel massa- als baanscheiding, en biedt ons een cruciale momentopname van planetaire overlevenden rond stervende sterren. De transformatie van een ster in een witte dwerg omvat een gewelddadige fase waarin het een opgeblazen “rode reus”, ook bekend als een “reuzentak”-ster, honderden keren groter dan voorheen wordt. We denken dat deze exoplaneet het nog maar internet heeft overleefd: als hij aanvankelijk dichter bij zijn moederster was geweest, zou hij zijn opgeslokt doorway de uitdijing van de ster.
Wanneer de zon uiteindelijk een rode reus wordt, zal zijn straal feitelijk naar buiten reiken tot de huidige baan van de aarde. Dat betekent dat de zon (waarschijnlijk) Mercurius en Venus, en mogelijk de aarde, zal verzwelgen, maar we weten het niet zeker.
Van Jupiter en zijn manen werd verwacht dat ze het zouden overleven, hoewel we dat voorheen niet zeker wisten. Maar satisfied onze ontdekking van deze nieuwe exoplaneet kunnen we er nu zekerder van zijn dat Jupiter het echt gaat halen. Bovendien zou de foutmarge in de positie van deze exoplaneet kunnen betekenen dat hij bijna fifty percent zo dicht bij de witte dwerg staat als Jupiter momenteel bij de zon. Als dat zo is, is dat aanvullend bewijs om aan te nemen dat Jupiter en Mars het zullen halen.
Dus elk leven zou deze transformatie kunnen overleven? Een witte dwerg zou de eerste paar miljard jaar het leven kunnen aandrijven op manen of planeten die er uiteindelijk heel dichtbij komen (ongeveer een tiende van de afstand tussen de zon en Mercurius). Daarna zou er niet genoeg straling zijn om iets in stand te houden.
Asteroïden en witte dwergen
Hoewel planeten die om witte dwergen draaien moeilijk te vinden waren, zijn asteroïden die dicht bij het oppervlak van de witte dwerg uiteenvallen, veel gemakkelijker te detecteren geweest. Om exoasteroïden zo dicht bij een witte dwerg te laten komen, moeten ze voldoende vaart krijgen door exoplaneten te overleven. Vandaar dat lang werd aangenomen dat exo-asteroïden het bewijs zijn dat exoplaneten er ook zijn.
Onze ontdekking bevestigt dit eindelijk. Hoewel in het systeem dat in de paper wordt besproken, de huidige technologie ons geen exoasteroïden laat zien, kunnen we nu tenminste verschillende delen van de puzzel van het planetaire good deal samenvoegen doorway het bewijs van verschillende witte dwergsystemen samen te voegen.
Het verband tussen exoasteroïden en exoplaneten geldt ook voor ons eigen zonnestelsel. Afzonderlijke objecten in de hoofdgordel van de asteroïde en de Kuipergordel (een schijf in het buitenste zonnestelsel) zullen waarschijnlijk de ondergang van de zon overleven, maar sommige zullen door de zwaartekracht doorway een van de overlevende planeten naar het oppervlak van de witte dwerg worden verplaatst.
Toekomstige ontdekkingsvooruitzichten
De nieuwe witte dwerg-exoplaneet werd gevonden met de zogenaamde microlensing-detectiemethode. Dit kijkt naar hoe licht buigt als gevolg van een sterk zwaartekrachtsveld, wat gebeurt wanneer een ster tijdelijk wordt uitgelijnd satisfied een verder verwijderde ster, gezien vanaf de aarde.
De zwaartekracht van de voorgrondster vergroot het licht van de ster erachter. Alle planeten die rond de ster op de voorgrond draaien, zullen dit vergrote licht buigen en vervormen, en zo kunnen we ze detecteren. De witte dwerg die we hebben onderzocht, bevindt zich op een kwart van de weg naar het centrum van de Melkweg, of ongeveer 6.500 lichtjaar verwijderd van ons zonnestelsel, en de verder verwijderde ster bevindt zich in het centrum van de melkweg.
Een belangrijk kenmerk van de microlenstechniek is dat deze gevoelig is voor planeten die op de Jupiter-Zon-afstand om sterren draaien. De andere bekende planeten die om witte dwergen draaien, zijn gevonden met verschillende technieken die gevoelig zijn voor verschillende ster-planeetscheidingen. Twee voorbeelden hebben betrekking op planeten die de transformatie van een ster in een witte dwerg hebben overleefd en er dichter bij zijn gekomen dan voorheen. De ene werd gevonden fulfilled transitfotometrie – een methode om planeten te detecteren terwijl ze voor een witte dwerg passeren, wat een dip creëert in het licht dat doorway de aarde wordt ontvangen – en de andere werd ontdekt doorway de detectie van de verdampende atmosfeer van de planeet.
Een andere detectietechniek – astrometrie, die nauwkeurig de beweging van witte dwergen in de lucht fulfill – zal naar verwachting ook resultaten opleveren. About een paar jaar zal astrometrie van de Gaia-missie naar verwachting ongeveer een dozijn planeten vinden die rond witte dwergen draaien. Misschien zouden deze beter bewijs kunnen leveren over hoe het zonnestelsel precies zal sterven.
Deze verscheidenheid aan ontdekkingstechnieken belooft veel goeds voor mogelijke toekomstige detecties, die meer inzicht kunnen bieden in het lot van onze eigen planeet. Maar voor nu biedt de nieuw ontdekte Jupiter-achtige exoplaneet de duidelijkste blik in onze toekomst.
Dimitri Veras ontvangt financiering van de Science and Engineering Amenities Council, Grant ST/P003850/1, die zijn Ernest Rutherford Fellowship financiert.
