NASA/CXC/M.Weiss
Onze zon is zowel onze beste vriend als onze ergste vijand. Aan de ene kant hebben we ons bestaan te danken aan onze ster. De aarde en de andere planeten in het zonnestelsel zijn ontstaan uit dezelfde gas- en stofwolk als de zon.
En zonder zijn licht zou er geen leven op deze planeet kunnen zijn. Aan de andere kant zal er een dag komen waarop de Zon een einde maakt aan al het leven op Aarde en uiteindelijk de Aarde zelf vernietigt.
De risico’s die sterren kunnen vormen voor hun planeten worden benadrukt door een nieuwe studie gepubliceerd in Nature. De auteurs keken naar sterren die op onze zon lijken en ontdekten dat ten minste één op de 12 sterren sporen van metalen in zijn atmosfeer vertoont. Men denkt dat dit de littekens zijn van planeten en asteroïden die door de sterren zijn opgenomen.
Planeten moeten zich nooit te comfortabel voelen als ze rond hun moederster draaien, want er zijn minstens twee manieren waarop hun ster hun vertrouwen kan beschamen en hun gewelddadige ondergang kan veroorzaken.
Getijdenverstoring
De eerste is door een proces dat “verstoring door getijden” wordt genoemd. Als een planetenstelsel zich vormt, zullen sommige planeten rond hun ster draaien langs paden die niet helemaal cirkelvormig zijn of een beetje schuin staan ten opzichte van het draaivlak van de ster. Als dat gebeurt, zal de zwaartekracht die door de ster op de planeet wordt uitgeoefend de vorm of de uitlijning van de baan van de eigenzinnige planeet langzaam corrigeren.
In extreme gevallen zal de zwaartekracht die door de ster wordt uitgeoefend de baan van de planeet destabiliseren, waardoor deze langzaam steeds dichterbij wordt getrokken. Als de ongelukkige planeet te dichtbij komt, wordt hij uit elkaar getrokken door de zwaartekracht van de ster. Dit gebeurt omdat de kant van de planeet die naar de ster is gericht iets dichterbij is dan de kant die van de ster af is gericht (het verschil is de diameter van de planeet).
De sterkte van de zwaartekracht die de ster uitoefent hangt af van de afstand tussen de ster en de planeet, zodat de kant van de planeet die naar de ster gericht is een iets sterkere aantrekkingskracht voelt dan de kant die van de ster af gericht is.
Op Aarde veroorzaakt dit verschil in de sterkte van de zwaartekracht de dagelijkse eb en vloed van de getijden. In wezen probeert de Zon de Aarde te vervormen, maar is ver genoeg weg dat hij er alleen in slaagt om aan het water van de oceanen te trekken. Maar een planeet die gevaarlijk dicht bij zijn ster staat, zal merken dat zijn korst en kern uit elkaar worden getrokken door deze getijden.
Als de planeet niet te dicht bij de ster staat, wordt zijn vorm slechts vervormd tot die van een ei. Nog iets dichter bij de ster en het verschil tussen de zwaartekracht aan de verschillende kanten zal genoeg zijn om hem volledig uit elkaar te scheuren, waardoor hij gereduceerd wordt tot een wolk van gas en stof die in een spiraal naar de ster gaat en verdampt in zijn helse vuren.
Het proces van getijdenverstoring werd zo’n 50 jaar geleden voor het eerst gesuggereerd. De afgelopen decennia hebben astronomen – waaronder mijn groep – tientallen heldere getijdenverstoringsvlammen waargenomen die werden veroorzaakt door sterren die werden verscheurd door superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels.
De nieuwe studie in Nature keek specifiek naar sterren die in een binair systeem om elkaar heen draaien.
NASA/JPL-Caltech
Vorig jaar rapporteerde een groep astronomen voor het eerst dat ze een soortgelijke, zwakkere vlam hadden waargenomen die overeenkwam met een planeet die door zijn ster werd verstoord en verteerd.
Dat het verstoren van planeten door getijden heel gewoon kan zijn, blijkt uit de nieuwe bevinding dat minstens 1 op de 12 sterren tekenen vertoont dat ze planeetmateriaal hebben opgenomen.
Andere studies hebben ontdekt dat een kwart tot de helft van alle witte dwergen – de overblijfselen van sterren die tot twee keer zo zwaar zijn als onze zon – soortgelijke littekens hebben. Zoals hun naam al zegt, zijn witte dwergen witheet. Met oppervlaktetemperaturen van tienduizenden graden zenden de heetste witte dwergen ultraviolet en röntgenlicht uit dat energiek genoeg is om hun planeten te doen verdampen.
Het einde van de aarde
Wees gerust; de Aarde zal niet worden vernietigd door een getijdenverstoring. Het einde van onze planeet komt over ongeveer vijf miljard jaar, wanneer de Zon in een rode reus verandert.
Sterren worden aangedreven door het proces dat fusie wordt genoemd, waarbij twee lichte elementen worden gecombineerd tot een zwaardere. Alle sterren beginnen hun leven met het fuseren van het element waterstof in hun kern tot het element helium. Dit fusieproces stabiliseert ze tegen imploderen door de onophoudelijke aantrekkingskracht van de zwaartekracht en creëert het licht dat ze laat schijnen. Onze zon smelt al ongeveer 4,5 miljard jaar waterstof om in helium.
Maar over 4,5 miljard jaar is de waterstof in de kern van de zon op. Alle fusie in de kern zal stoppen en de zwaartekracht zal, zonder tegenwerking, de ster dwingen samen te trekken. Terwijl de kern samentrekt, zal deze opwarmen tot de temperatuur hoog genoeg is om helium te laten samensmelten tot koolstof.
Fusie zal de ster weer stabiliseren. Ondertussen zal het buitenste omhulsel van de ster echter uitzetten en afkoelen, waardoor de nu reuzenster een rodere tint krijgt. Terwijl de rode reuzenzon uitdijt, zal hij Mercurius, Venus en de aarde opslokken – misschien zelfs helemaal tot aan de baan van Mars.
De aarde heeft misschien nog vijf miljard jaar te gaan, maar we zullen er niet meer zijn om het uitsterven ervan mee te maken. Terwijl de zon haar waterstofvoorraden opbrandt, wordt ze steeds helderder: elke miljard jaar neemt haar helderheid met ongeveer 10% toe.
Over een miljard jaar zal de zon helder genoeg zijn om de oceanen op aarde te doen koken. Dus de volgende keer dat je je koestert in de warme stralen van de zon, onthoud dan: hij heeft het op ons gemunt.
Of Graur ontvangt financiering van UKRI Science and Technology Facilities Council….