PIA NASA/JPL
Alle sterren, inclusief de zon, hebben een eindige levensduur. Sterren gloeien door het proces van kernfusie waarbij lichtere atomen, zoals waterstof, samensmelten tot zwaardere atomen. Bij dit proces komen enorme hoeveelheden energie vrij die de altijd aanwezige aantrekkingskracht van de zwaartekracht van de ster tegengaan. Uiteindelijk helpt kernfusie sterren om de ineenstorting door zwaartekracht te weerstaan.
Dit evenwicht van krachten wordt “hydrostatisch evenwicht” genoemd. Er komt echter een moment dat de voorraad brandstof in de kern van een ster opraakt en hij uiteindelijk sterft. Sterren met meer dan ongeveer acht keer de massa van de zon zullen doorgaans in minder dan 100 miljoen jaar door hun brandstof heen zijn. Zodra de fusie ophoudt, stort de ster in en ontstaat er een enorme, onmiddellijke laatste uitbarsting van kernfusie, waardoor de ster explodeert als een supernova.
Bij supernova’s komt genoeg energie vrij om het hele sterrenstelsel waarin ze ontstaan te overschaduwen. Wat daarna overblijft zijn ingestorte, dode stellaire kernen, neutronensterren genaamd, of, als de ster die aan de wieg stond zwaar genoeg was, een zwart gat. Planeten die rond een ster draaien als deze supernova wordt, worden weggevaagd. Vreemd genoeg zijn er bij neutronensterren een handvol zombieplaneten ontdekt. En het zijn enkele van de vreemdste werelden in het heelal.
Neutronensterren zijn extreem dicht. Ze bevatten evenveel massa als de zon, samengeperst in een bol van slechts enkele kilometers doorsnee. Sommige neutronensterren zenden stralen van radiogolven de ruimte in – en rond deze “pulserende” sterren zijn planeten gevonden. Terwijl de pulsar ronddraait, trekken zijn radiostralen door de ruimte, waardoor regelmatig radioflitsen ontstaan. Pulsars werden ontdekt in 1967 – u kunt hier luisteren naar het geluid van de radiostraling van sommige ervan.
De regelmaat van deze radiopulsen maakt pulsars ideaal voor de jacht op nabije planeten. Als een pulsar een planeet heeft, draaien ze allebei om een gemeenschappelijk gravitatiecentrum. Dit betekent dat de radiostraling periodiek wordt uitgerekt en samengedrukt op een voorspelbare manier – waardoor we de planeet kunnen opsporen.
Phobetor, Draugr en Poltergeist
Ongeveer 2.300 lichtjaar van de aarde ligt de pulsar PSR B1257+12. Hij knippert 161 keer per seconde en heeft de bijnaam “Lich” gekregen, naar een ondood wezen uit de westerse folklore. Hij wordt omcirkeld door drie rotsachtige, aardse planeten genaamd Phobetor, Draugr en Poltergeist.
Deze planeten nemen een bijzondere plaats in in de geschiedenis van de astronomie, omdat zij in 1991 als eerste buiten ons zonnestelsel (exoplaneten) werden ontdekt. Een paar jaar geleden bracht Nasa deze “zombie-werelden” poster van hen uit:
Zombie wereld poster.
Krediet: NASA/JPL-Caltech
Hun ontdekking stelde ideeën over planeetvorming, die normaal gesproken plaatsvindt als een nieuwe ster wordt gevormd, op losse schroeven. Deze planeten moeten daarentegen gevormd zijn na de supernova van de stervende ster. Het is nog niet met zekerheid bekend hoe dit gebeurde. Mogelijk is materiaal in een schijf van brokstukken rond de pulsar na de supernova samengesmolten tot planeten.
Draugr, genoemd naar een ondood wezen uit de Noorse mythologie, is de binnenste van de drie. Hij heeft ongeveer tweemaal de massa van de Maan en is de minst massieve planeet die momenteel bekend is. Hij draait elke 25 dagen om Lich. Zijn grotere neven, Poltergeist en Phobetor, draaien respectievelijk om de 67 en 98 dagen en zijn elk ongeveer vier keer zo zwaar als de aarde.
Pulsars hebben krachtige magnetische velden waardoor elektrische stromen door de ruimte kunnen lopen tussen de pulsar en een planeet. Als deze planeten dus een atmosfeer hebben, zouden ze voortdurend kunnen baden in het onaardse licht van krachtig poollicht (vergelijkbaar met ons noorderlicht).
Als je op het oppervlak van een van deze zombiewerelden zou staan, zou je door de krachtige tint van het poollicht heen de gloeiende Lich aan de hemel zien, die twee krachtige en dicht op elkaar staande lichtbundels in tegengestelde richting naar buiten projecteert, de zwartheid van de ruimte in. Neutronensterren kunnen extreem heet zijn, omdat ze de restwarmte van de supernova meedragen. Lich is bijna 30.000°C en de binnenste van deze werelden, Draugr, is waarschijnlijk slechts een paar graden onder het vriespunt aan het oppervlak.
Diamantwereld
De planeet PSR J1719-1438b draait om een pulsar op zo’n 4000 lichtjaar afstand en raast in iets meer dan twee uur rond zijn gastheer. Het is de dichtste planeet die tot nu toe is ontdekt – zo dicht zelfs dat hij grotendeels uit diamant zou bestaan.
Deze “diamantwereld” is de overgebleven kern van een dode ster, een witte dwerg genaamd. Het is bekend dat deze een hoog koolstofgehalte hebben (diamant is gemaakt van koolstof) – maar deze witte dwerg heeft 99,9% van zijn oorspronkelijke massa verloren door de krachtige zwaartekracht van zijn nabije pulsar.
Deze bol van diamant is ongeveer half zo groot als Jupiter, en draait rond PSR J1719-1438 op een afstand van 600.000 km (slechts 1,5 keer verder weg dan onze maan van de aarde staat). Op zo’n korte afstand van zijn pulsar heeft deze wereld waarschijnlijk een zeer heet oppervlak.
Methusalem
Rondom de Melkweg (en vele sterrenstelsels) draaien bolvormige sterrenhopen – bolvormige groepen van elk wel een miljoen sterren. Dit zijn enkele van de oudste sterren in het heelal.
De bolvormige sterrenhoop Messier M4 ligt op ongeveer 5.600 lichtjaar afstand en bevat ongeveer 100.000 sterren. Daaronder bevindt zich een planeet met de bijnaam Methusalem, naar de zoon van Henoch in het boek Genesis, die naar verluidt 969 jaar heeft geleefd.
In het centrum van de sterrenhoop M4 bevinden zich een pulsar en een witte dwerg die elke 161 dagen rond hun gemeenschappelijke zwaartekrachtcentrum draaien. Gezien de korte levensduur van zware sterren zou de pulsar kort na de vorming van Messier 4 zelf zijn ontstaan.
Methusalem draait ook om dit centrum, maar in een veel rustiger tempo van eens in de 100 jaar of zo, op een afstand die vergelijkbaar is met die waarop Uranus om onze zon draait. Het is een reusachtige gasplaneet die ongeveer 2,5 keer zo zwaar is als Jupiter. Aangenomen wordt dat Methusalem zich in de eerste miljard jaar van de vorming van het heelal heeft gevormd als een normale planeet rond een zonachtige ster. Daarna werd hij in een baan om de gastheerpulsar gevangen, waar hij sindsdien omheen draait.
De hoge dichtheid van sterren in bolvormige sterrenhopen maakt de kans op een ontmoeting tussen twee sterren vrij groot – en zo ook de uitwisseling van planeten. Methusalem is de oudste bekende planeet in de kosmos, die naar schatting 12,7 miljard jaar geleden ontstond, samen met alle sterren in M4.
Pulsarplaneten zijn werelden van extremen, maar zelfs zij zijn misschien niet de meest bizarre. Een klein aantal theoretische studies heeft het bestaan voorgesteld van planeten rond zwarte gaten. Tot nu toe is er echter nog geen enkele gevonden.
Gareth Dorrian werkt niet voor, geeft geen advies aan, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten zijn academische aanstelling.
