Tabby’s Ster, formeel de F-klasse ster KIC 8462852, iets groter en heter dan de zon dus, verzwakt periodiek meer dan twintig procent. De lichtsterkte van de sterk is in een eeuw met een vijfde afgenomen.
Een sterschijf, ook van een kleinere ster, zoals Tabby’s Ster, is enorm. Denk aan een doorsnede van anderhalf miljoen kilometer. Datgene wat de verduisteringen veroorzaakt, moet dus kosmische afmetingen hebben, groter dan zelfs een planeet als Jupiter. Is dit een buitenaardse Kardashev-II beschaving?
KIC 8462852
Astronomen verslinden science fiction, maar in hun dagelijkse werk gruwen ze van buitenaardse beschavingen als verklaring voor niet-begrepen astronomische fenomenen. Inderdaad zijn we er tot nu toe in geslaagd om alle fenomenen min of meer met behulp van klassieke astronomische theorieën te verklaren. Het is goed mogelijk dat ook Tabby’s Ster uiteindelijk een bizar natuurverschijnsel is. Denk bijvoorbeeld aan een puinring, zoals deze om Saturnus heen draait. Deze zou de bedekking kunnen verklaren, ware het niet dat het bedekkingspatroon niet overeenkomt met een van deze theorieën.
Een mogelijke, maar weinig bevredigende verklaring voor de periodieke bedekkingen: een kometenwolk. Bron: NASA
Hier op Visionair hebben we wat minder moeite met gedurfde theorieën, zolang deze maar niet in tegenspraak zijn met de feiten. Is Tabby’s Ster op weg om een volledig gesloten, en dus onzichtbare, Dysonsfeer te worden? En kunnen vergelijkbare voltooide buitenaardse Dysonsferen een deel van de donkere materie verklaren?
The Last Star in the Universe – Red Dwarfs Explained
Rode dwergen maken niet alleen vier op de vijf sterren uit, ze leven ook nog eens veel langer dan andere soorten sterren. Waar de zon na ongeveer tien miljard jaar opgebrand is, gaat een rode dwerg duizend miljard (een biljoen) jaar mee. Dat is honderd keer zo lang. Toch is ook het leven met een rode dwerg als zon bepaald geen koek en ei. Denk bijvoorbeeld aan heftige zonnevlammen, die in verhouding veel krachtiger zijn dan die op de zon. Een rode dwerg is veel roder en lichtzwakker dan een ster als de zon.
Naar we nu weten, worden grote hoeveelheden sterren met zeer grote snelheden de intergalactische ruimte in geslingerd. Zou dit verklaren hoe het leven op aarde terecht is gekomen?
Centrum Melkweg: ideale verspreidingsgrond voor leven
Op ongeveer 26.000 lichtjaar afstand bevindt zich het centrale zwarte gat van de Melkweg, waaromheen de rest van het sterrenstelsel draait. De sterdichtheid in dit gebied is enorm: waar in de omgeving van de Zon sterren op gemiddeld enkele lichtjaren afstand van elkaar staan, zijn de afstanden in de dichtbevolkte kern van het Melkwegstelsel veel kleiner: gemiddeld 100 sterren per kubieke parsec, wat neerkomt op een gemiddelde afstand van minder dan 0,8 lichtjaar tussen sterren. Op deze korte afstanden zullen de Oortwolken rond deze sterren voortdurend brokstukken uitwisselen; volgens sommige schattingen is de uiterste rand van de Oortwolk rond de zon ongeveer een lichtjaar in diameter. De kans is dus veel groter dan hier, in de buitengewesten van het Melkwegstelsel, dat het leven zich van het ene planetenstelsel naar het andere kan verplaatsen.
Eerder bouwstenen voor leven aanwezig
Een ander argument is dat de ‘metaalrijke’ Populatie I sterren in het centrum van de Melkweg rijk zijn aan atomen zwaarder dan waterstof en helium. Vlak na het ontstaan van het heelal bestond er alleen waterstof, het extreem inerte edelgas helium en een spoortje lithium. Er zijn hiermee welgeteld drie chemische verbindingen mogelijk: moleculair waterstof (H2), metallisch lithium (Li) en lithiumhydride (LiH). Veel te weinig voor welke vorm van op chemie gebaseerd leven dan ook. De vele sterexplosies maken het centrum van de Melkweg weinig gastvrij voor complex leven, maar eencelligen zouden zich er prima thuisvoelen. Bron/copyright: dailygalaxy.com
Leven kan alleen ontstaan als zich koolstof, zuurstof en stikstof hebben gevormd. Deze zijn ontstaan na supernova’s, die in het dichte centrum van de Melkweg veel meer, en ook al eerder, voorkwamen dan in de spiraalarmen. De omstandigheden voor het ontstaan van leven waren daar dus al miljarden jaren eerder aanwezig dan hier in de periferie. De kernen van zeer ver weg gelegen sterrenstelsels, waarvan het licht van vlak na het ontstaan van het heelal dateert, laten reeds grote hoeveelheden zwaardere elementen zien, meer zelfs dan die van de zon (!) [1]. Er was dus erg veel gelegenheid voor het leven om zich in deze omgeving te vormen.
Sterexplosies te overleven door bacteriën
Door sommige auteurs is het galactische centrum een onwaarschijnlijke plaats voor het ontstaan van complex leven genoemd, juist door deze veel optredende dodelijke sterexplosies[2]. Eenvoudige levensvormen zoals bacteriën worden echter effectief beschermd door een dikke laag water, die op oceaanwerelden en ijsplaneten overvloedig aanwezig is. Op aarde komen bacteriën in de aardkorst, zo lijkt het, voor tot op 20 kilometer diepte[3]. Voor bacteriën ligt het verhaal dus heel anders. De oudste aangetroffen sporen van leven op aarde zijn van prokaryoten, eencellige organismen zonder celkern. Deze kunnen, zo weten we, uitstekend overleven op een aardachtige planeet of ijsplaneet in het galactische centrum.
Zwerfsterren als uitzaaiers van leven
Naar we nu weten, worden er zeer grote hoeveelheden sterren uit de Melkweg geslingerd. Volgens sommige schattingen bevinden er zich zelfs meer sterren in de intergalactische ruimte dan in sterrenstelsels.
Sommige sterren die rond het zwarte gat in het centrum van de Melkweg roteren, zoals de ster S2, bereiken relativistische snelheden van (bij S2) 1,67 procent de lichtsnelheid. Voldoende om te ontsnappen aan het zwaartekrachtsveld van de Melkweg en zeker voldoende om bijvoorbeeld het gebied van de Zon te bereiken, gesteld dat er een mechanisme bestond waarmee ze zich uit het zwaartekrachtsveld van dit zwarte gat konden bevrijden. Astronomen Loeb and Guillochon denken een dergelijk mechanisme gevonden te hebben[4]. De Melkweg slokt voortdurend kleinere sterrenstelsels op. Als het centrale zwarte gat dat van de Melkweg ontmoet, worden de omloopbanen van de sterren die hierom heen draaien instabiel. Deze worden dan soms weggeslingerd met snelheden die tot tientallen procenten van de lichtsnelheid kunnen bedragen. Je kan zelf dit effect waarnemen, als je in een zwaartekrachtssimulator, bijvoorbeeld deze, twee sterren met elk een planetenstelsel elkaar laat naderen.
Deze sterren zijn ook waar te nemen in de intergalactische ruimte, als ze het einde van hun bestaan in de Hoofdreeks naderen en, uitgeput, veranderen in rode reus [5].
Hiermee wordt het in principe mogelijk, dat sterren van het ene sterrenstelsel naar het andere reizen, met in hun kielzog een zwerm ijzige brokstukken die mogelijk leven herbergen. Een interessante theorie. Zou het leven afkomstig kunnen zijn van buiten de Melkweg?
Met een stellar engine kan een complete ster worden getransporteerd. Erg handig, als je zonnestelsel bijvoorbeeld op ramkoers ligt met een zwart gat of aanstalten maakt, het door dodelijke straling geteisterde centrum van de melkweg in te duiken. Een ster is een gloeiende gasbol, dus vrij lastig om vast te pakken. Hoe je een ster dan in beweging zet? Door gebruik te maken van Moeder Natuur’s zwakste kracht. In deze video de details.
Uiteraard kan je jezelf afvragen of dit wel zo slim is. Het zou aanmerkelijk slimmer zijn om, zeg, een twintigste zonsmassa van een ster af te tappen (“starlifting”) zodat een rode dwergster ontstaat, deze te verrijken met zware elementen om de kernfusiesnelheid op te jagen (waardoor de ster witter licht uitzendt) en de planeet rond deze ster te laten draaien. Deze kleine ster verslepen is veel eenvoudiger. Als bonus kan deze planeet dan ook nog vele honderden miljarden jaren genieten van het licht van de ster, omdat rode dwergsterren veel zuiniger met hn brandstof omspringen dan een zonachtige ster.
Het zwaartekrachtsveld van de Melkweg is immens groot. Toch zijn er sterren die er in slagen om te ontkomen aan de greep van de Melkweg, wijst een nieuwe ontdekking uit. Zouden sterren van het ene sterrenstelsel naar het andere kunnen reizen?
Zo ziet het (waarschijnlijke) zwarte gat in het centrum van de Melkweg er vermoedelijk uit. Bron: NASA
Rode reuzen
Onderzoekers van de Amerikaanse Vanderbilt University hebben bijna zevenhonderd zwervende sterren ontdekt die uit de Melkweg lijken te zijn geslingerd. Toen deze sterren de krachtige slinger kregen die ze uit het Melkwegstelsel lanceerde, waren het kleine gele sterren zoals de zon. In de miljoenen jaren dat hun reis door de intergalactische ruimte duurde, zijn ze veranderd in rode reuzen, de fase aan het einde van het leven van een ster, waarin de ster sterk opzwelt en veel meer licht uitzendt.
Zeer ingewikkeld om zware ster uit Melkweg weg te schieten Om een voorwerp zoals een ster uit de enorm diepe zwaartekrachtsput van de Melkweg weg te slingeren is een enorme snelheid nodig, rond de drie miljoen kilometer per uur. Dit is een paar tiende procent van de lichtsnelheid. Er zijn niet veel natuurlije processen bekend die een enorm object als een ster ter grootte van de zon deze snelheid te geven. De eenvoudigste verklaring is dat het immense zwarte gat in het centrum van de Melkweg hiervoor verantwoordelijk is. Tot nu tope hebben astronomen zestien van dergelijke “hypervelocity stars” gevonden. Hoewel ze snel genoeg reizen om uiteindelijk te ontsnappen aan de melkweg, zijn ze nog binnen de Melkweg aangetroffen. De groep astronomen melden in hun artikel dat ze een groep van meer dan 675 sterren aan de randen van de Melkweg hebben aangetroffen die, volgens hen, sterren met zeer hoge snelheid zijn die uit de kern van de Melkweg zijn weggeslingerd.
Hoog “metaal”gehalte wijst op oorsprong uit de kern
Ze selecteerden deze sterren gebaseerd op hun locatie in de intergalactische ruimte tussen de Melkweg en het Andromedastelsel (de verst waargenomen ster bevindt zich op 2 miljoen lichtjaar, in de buurt van de afstand tot het Andromedastelsel) en door hun opmerkelijk rode kleur. Het zijn namelijk rode-reuzensterren met een ongebruikelijk hoog metaalgehalte (astronomen noemen alles zwaarder dan waterstof of helium een metaal), aldus assistent-hoogleraar Kelly Holley-Bockelmann, die het onderzoek verrichte met aio Lauren Palladino. Dit is een teken dat de ster afkomstig is uit het centrum van de Melkweg, waar veel “metaal”-rijke resten van al eerder geëxplodeerde sterren aanwezig zijn. Oudere sterren en sterren aan de randen van het Melkwegstelsel zijn in dit gebied doorgaans de eerste generatie en bestaan vrijwel geheel uit waterstof en helium. De onderzoekers identificeerden deze kandidaten door de miljoenen sterren die gecatalogiseerd zijn in de Sloan Digital Sky Survey te ziften. Wat weer het nut bewijst van saai werk, overigens.
Eerste keer op zoek naar sterren aan de zwerf
“We dachten dat deze zwerfsterren daadwerkelijk moesten bestaan, buiten de Melkweg, maar tot nu toe nam niemand de moeite om er actief naar te zoeken. Dus we besloten om een poging te wagen,” aldus Holley-Bockelmann, die het fourageergedrag van het zwarte gat in het centrum van de Melkweg bestudeert. Volgens astronomen is het zwaartekrachtsveld van dit zwarte gat sterk genoeg om sterren met miljoenen kilometers per uur weg te schieten. Inderdaad weten we uit spectroscopische Dopplermetingen dat bijvoorbeeld de blauwe reuzenster ster S2, die rond het zwarte gat draait, een omloopsnelheid heeft van enkele procenten van de lichtsnelheid. Zo vreemd is de gedachte dus niet dat er af en toe een ster in de buurt komt van dit vier miljoen zonsmassa’s wegende monster en werkelijk een enorm sterke slinger richting intergalactische ruimte krijgt. Berekeningen wijzen dit ook uit.
Dubbelster of dodendans van zwart gat
Het meest voorkomende scenario houdt een dubbelster in die in wordt gevangen in het zwarte gat. Als één van de sterren wordt opgeslokt door het zwarte gat, krijgt de resterende ster alle impuls van het oorspronkelijke dubbelsterstelsel mee en wordt met een werkelijk titanische snelheid het Melkwegstelsel uit wordt geslingerd. In een tweede scenario wordt een ster gevangen in de dodendans van een kleiner zwart gat, dat wordt ingevangen door het centrale zwarte gat, bijvoorbeeld omdat een dwergsterrenstelsel wordt opgeslokt door de Melkweg. Elke ster die te dicht in de buurt komt van dit paar, krijgt ook een deel van de enorme impuls mee en wordt met een extreem hoge snelheid de Melkweg uit geslingerd. De sterren in Holley-Bockelmann’s groep zwervers moeten dus kleine sterren zoals de Zon zijn geweest die tijdens hun verre reis naar buiten, de Hoofdreeks bleven doorlopen tot ze door alle waterstof heen waren en opzwollen tot rode reuzen. Zelfs met hypersnelheid zou het een ster ongeveer tien miljoen jaar kosten (ongeveer 0,2% van de leeftijd van de zon) om vanaf het absolute centrum van de Melkweg naar de buitengewesten te reizen op 50 000 lichtjaar afstand. De verst verwijderde sterren op meer dan een miljoen lichtjaar afstand hebben bijna een miljard jaren gereisd.
Waarschijnlijk zijn er veel meer sterren die nog in de stabiele Hoofdreeksfase verkeren, of ondertussen al in een witte dwerg zijn veranderd, onderweg, maar deze zijn veel lastiger waar te nemen. Een rode reus zendt namelijk duizend tot tienduizend maal zoveel vermogen uit als een stabiele ster met dezelfde massa. Dat komt omdat de heliumfusie bij veel hogere temperatuur en veel sneller plaastvindt. Erg lang duurt deze fase dus niet, maar deze sterren zijn over veel grotere afstanden waarneembaar. Er is echter nog een mogelijkheid dat het hier om ongebruikelijk rode bruine dwergen gaat. Bruine dwergen zijn ‘mislukte’ sterren, die niet groot genoeg zijn voor waterstoffusie, alleen enige deuteriumfusie en nauwelijks licht uitzenden. Omdat bruine dwergen, zeker vergeleken met rode reuzen, echt extreem lichtzwak zijn, moeten ze vele duizenden malen dichterbij staan om dit resultaat te verklaren.
Leven van ene sterrenstelsel naar andere?
In theorie zou het hiermee mogelijk zijn dat een planeet met levensvormen van de ene melkweg naar de andere reist. Een extreem compact planetenstelsel zoals dat om een rode dwergster, bijvoorbeeld een rode dwerg die een dubbelster vormt met een veel grotere ster, zou vermoedelijk de maltraitering door het zwarte gat kunnen overleven. Omdat de levensduur van rode dwergen extreem lang is, in de orde van duizenen miljarden jaren, zou hiermee het leven met gemak van de ene melkweg naar de andere verspreid kunnen worden. De inslag van een asteroïde zou vervolgens brokstukken met eencelligen verspreiden over de naburige sterren. Vergezocht? Mogelijk. Aan de andere kant: het heelal is groot, extreem groot en er zijn vijf tot tien keer zoveel rode dwergen als zonachtige sterren. Zien kunnen we ze op die afstand niet omdat ze veel lichtzwakker zijn dan de zon, laat staan de ontdekte rode reuzen. Wie weet is het nu op aarde tierende leven wel ontstaan in het centrum van een ander sterrenstelsel in de Lokale Groep en vervolgens via deze stellaire transportroute hier naartoe getransporteerd.
NASA maakte op basis van NASA-opnamen van röntgensatelliet Chandra-X Ray Observatory deze korte, maar spectaculaire video met beelden van de laatste levensstadia van de enorme ster SN2006gy. Deze extreem zware ster van vele tientallen zonsmassa’s blies in een eerste fase zijn buitenste gaslagen weg, te zien als holle schillen. In de tweede fase, er vlak na, ontploft de complete ster en vormt zich een spectaculair schokfront.
Naburige zware sterren zoals Eta Carinae en Betelgeuze staan eveneens op het punt van ontploffen.
We voelen ons klein en nietig vergeleken met de wereldproblemen. Op kosmische schaal is de aarde echter een minuscuul stofje. Deze infographic neemt je mee naar sterren, die zo groot zijn dat zelfs de zon, meer dan 1,4 miljoen kilometer doorsnede, er onzichtbaar naast is.
De zon is zo groot dat de aarde bijna wegvalt. Maar er zijn sterren die nog duizelingwekkend veel groter zijn.
Om een tipje van de sluiter op te lichten: de allergrootste bekende ster, VY Canis Majoris, is volgens de gangbare schatting zo groot, dat als hij op de plaats van de zon zou staan, hij zelfs Saturnus op zou slokken. Bijna het complete zonnestelsel dus, in een enkele ster.
De geboorte van sterren is nog steeds een raadsel. Astronomen hebben ruwweg een idee hoe stervorming plaatsvindt. De missing link ontbreekt echter. Tot nu toe, althans. Het lijkt erop dat nu voor het eerst bewijs is gevonden voor het exacte stervormingsmechanisme.
Sterren vormen, weten we uit astronomische waarnemingen aan bijvoorbeeld de Pleiaden, in enorme wolken gas en stof. Op dit moment denken de meeste astronomen dat normale turbulentie sommige delen van de wolk dichter maakt dan andere. Zodra dit gebeurt, neemt het zwaartekrachtsveld het over, trekt meer massa samen en creëert zo een dichte kluwen gas en stof. Hoe groter dit kluwen wordt, hoe heter, tot de temperatuur en druk in het centrum zo hoog wordt dat atoomkernen beginnen samen te smelten. De protoster begint te schijnen en een nieuwe ster is geboren.
Dit model roept echter de nodige vraagtekens op. De voornaamste vraag: waarom hebben sterren van een bepaald type de neiging zich in clusters binnen een wolk te vormen in plaats van evenwichtig verdeeld in het volume van de wolk?
De Trifidnevel is een zeer complexe gaswolk. En, zo blijkt, het toneel van het eerste harde bewijs wat de missing link is bij stervorming.
Het is duidelijk dat stervorming veel gecompliceerder werkt dan het simpele proces dat hierboven is beschreven. Astronomen denken te weten waarom. Volgens de beste theorieën botsen de wolken, bijvoorbeeld de wolken die ontstaan door een supernova-ontploffing, met elkaar als ze uitzetten. Op de interface waar deze botsing plaatsvindt, is er een plotselinge snelle verhitting van gas. Dit zet stervorming in gang. Hoewel dit zinnig klinkt, is er nauwelijks hard bewijs dat het ook werkelijk zo werkt. Het is namelijk heel moeilijk de bewegingen van de wolken na de botsing na te trekken. Tot nu toe.
Kazufumi Torii van de Japanse Nagoya Universiteit met wat collega’s hebben naar eigen zeggen twee botsende gaswolken gevonden in de Trifid nevel, M20. En dat is nog niet alles. Precies op de plaats waar de twee wolken botsen, vormen zich jonge sterren. Ze denken dat de stervorming op gang is gekomen door de botsing van de twee wolken.
De waarnemingen werden verricht met de NANTEN2 4-meter telescoop in Chili. Om de snelheid van de wolken te meten werd de roodverschuiving van straling afkomstig van het molecuul koolmonoxide (CO) gemeten. Hieruit bleek dat er in de Trifid nevel een groot aantal verschillende wolken voorkwamen, maar twee van hen met verschillende snelheden bevonden zich ongeveer op dezelfde plek. Met andere woorden: ze leken te botsen.
Uit temperatuurmetingen aan de wolken blijkt dat van andere wolken in de Trifidnevel de temperatuur tien kelvin (graden boven het absolute nulpunt) is. Van de twee wolken is de temperatuur vijftig kelvin. Deze wolken zijn duidelijk gebotst, waardoor ze zo sterk op zijn gewarmd. Van essentuieel belang is dat de massa van elke wolk rond de duizend zonnemassa’s is, verspreid over een enorm gebied in de ruimte van rond de acht lichtjaar doorsnede. Deze hoeveelheid massa in sterren, gas en stof is samen ongeveer tien keer te klein om het systeem door zwaartekracht bij elkaar te houden, aldus Torii en collega’s. En toch vormen zich sterren in het gebied. Deze golf van stervorming moet door de botsing in gang zijn gezet, die ongeveer een miljoen jaar geleden plaatsvond. Dat is naar astrofysische maatstaven niet lang.
Een indrukwekkend resultaat. Het is uitermate lastig om twee wolken die zich in elkaar hebben gewrongen te identificeren. In 2009 namen enkele astronomen (waaronder sommige auteurs van dit artikel) een vergelijkbare botsing van wolken waar. Deze botsing leek ook stervorming in in gang te zetten, in de sterrenhoop Westerlund 2.
Dit is dus de tweede keer dat iemand deze vorm van stervorming heeft waargenomen. Toch moet dit mechanisme vaak voorkomen in het universum. Er zijn namelijk nogal wat sterren. Er zullen waarschijnlijk in de toekomst meer voorbeelden worden gevonden. Astronomen denken ook dat de chemische samenstelling en natuurkundige eigenschappen (bijvoorbeeld dichtheid, snelheid, temperatuur) de bepalende factoren zijn bij stervorming. Het is duidelijk dat een botsing van twee gaswolken de chemie en natuurkunde van de wolken behoorlijk laat veranderen. De grote vraag is nu uiteraard: hoe?
Op het eerste gezicht lijken de zonnestelsels van witte dwergen, de witgloeiende resten van zonachtige sterren, niet bepaald de meest geschikte plaats om een aardachtige planeet te herbergen. Echter, schijn bedriegt, zegt astronoom Eric Agol.
Wat zijn witte dwergen? Gedurende hun lange leven smelten sterren als de zon hun waterstof geleidelijk om tot helium, waarbij gigantische hoeveelheden energie vrijkomen: per gram waterstof voldoende voor ongeveer een eeuw elektriciteitsgebruik van een klein gezin.
Een witte dwerg (midden) is veel kleiner dan de zon (rechts) maar veel heter.
Na enkele miljarden jaren (bij de zon: nog vijf miljard jaar, dus sluit je nog niet aan bij een doomsday sekte) is de waterstof op en vormt zich een enorme rode reus (stel je voor: de zon die de aarde opslokt), die na miljoenen jaren door een grote explosie zijn roodgloeiende mantel afstoot.
Deze vormt een vaak spectaculaire planetaire nevel, terwijl de witgloeiende kern achterblijft.
De materie in deze kern is extreem dicht en wordt elektronenvloeistof genoemd, omdat door de enorme zwaartekracht atomen niet meer bestaan en atoomkernen en elektronen door elkaar zwerven. Een theelepeltje elektronenvloeistof heeft een massa van duizend kilogram: witte dwergen zijn ongeveer zo groot als de aarde maar bevatten de massa van een ster. Ze zijn zeer heet: tienduizenden graden, maar kennen in verhouding tot hun massa een heel klein oppervlak, waardoor ze in verhouding toch weinig energie uitstralen.
De rode-reusfase met daarna de grote explosie die de stermantel wegblaast, laat voorzover we weten weinig heel van planetenstelsels. Planeten dicht bij de ster worden door de rode reus opgeslokt of drooggekookt. Planeten die dit overleven, krijgen door de eindexplosie een stevige dreun. Kortom: niet bepaald een prettige omgeving voor leven.
De bewoonbare zone van een witte dwerg is heel klein, maar blijft wel miljarden jaren behaaglijk.
Echter: zodra de witte dwerg zich eenmaal heeft gevormd,ontstaat een stabiele zone waarin leven zich kan ontwikkelen en die volgens berekeningen van astronoom Eric Agol van de universiteit van Washington,ongeveer drie miljard jaar in staat blijft om leven te onderhouden.
Het gaat om planeten die zeer dicht bij hun ster staan: 0,3 tot 1,5 miljoen kilometer, een honderdste AE (een AE is de afstand aarde-zon) of één tot vier keer de afstand aarde-maan.
Door de enorme getijdekrachten verliest een dergelijke planeet al snel zijn draaiing en kent hij een eeuwige dag, waarbij de zon altijd op dezelfde plaats van de hemel staat. De nachtzijde zal bedekt zijn met dikke lagen ijs. Een jaar zou een dag of zelfs maar enkele uren duren.
Astronomen op deze wereld zouden dus de bittere koude van de nachtzijde moeten trotseren en goede volgkijkers moeten bouwen.
De planeet zou volgens berekeningen van Agol ongeveer drie miljard jaar bewoonbaar blijven. Het leven op aarde is veel sneller ontstaan, dus in principe zou een dergelijke planeet leven moeten kunnen ontwikkelen. Naarmate de witte dwerg afkoelt, zal de planeet langzamerhand bevriezen.
Agol denkt dat planeten rond een witte dwerg redelijk eenvoudig te vinden zijn, omdat witte dwergen zo groot zijn als een aardachtige planeet en dus een bedekking door een planeet de lichtintensiteit snel zal laten verminderen. Wel vereist het bestaan van een planeet zo dicht bij het hart van een voormalige ster (om een indruk te geven: als de aarde op die afstand van de zon zou staan, zou de zon een kwart van de hemel in beslag nemen) de migratie van een ver weg staande planeet die de rode-reus fase overleefd heeft.
Een uiterst zeldzame gebeurtenis, astrofysisch gesproken, maar niet onmogelijk. In ons eigen zonnestelsel verklaart het migreren van planeten volgens sommigen de merkwaardige rotatie van ijsreus Uranus.
Een bruine dwerg, is dat een ster, zo warm als een tropisch bad of een planeet, zo heet dat deze uit zichzelf al aangename temperaturen bereikt? De nieuwste ontdekking van infraroodtelescoop Spitzer, een gasreus zeven keer zo zwaar als Jupiter, is waarschijnlijk de missing link tussen planeet en ster.
De bruine dwergster, op 63 lichtjaar afstand van de aarde, wordt voorlopig aangeduid met de weinig poëtische naam WD 0806-661 B. Deze dwerg staat op 2500 astronomische eenheden (een AE is de afstand aarde-zon, 150 miljoen km) van de hoofdster. Aan de oppervlakte van de bruine dwerg, heersen met dertig graden boven nul, aardse temperaturen.
De hoofdster is een A-klasse witte dwerg. Witte dwergsterren zijn het uitgedoofde, witgloeiende restant van een ster met ongeveer de massa van de zon.
Nieuwe spectraalklassen Y en T voor bruine dwerg
Vroeger dachten astronomen dat rode M-dwergen de zwakste sterren zijn. Met de ontdekking van bruine dwergen zijn er twee nieuwe spectraalklassen ingevoerd voor deze extreem zwakke sterren: T en Y, waarbij Y de koelste is. WD 0806-661 B is bijvoorbeeld een Y0-dwerg.
Een bruine dwerg in een baan om een witte dwerg. Bron: Gemini Observatory
Bruine dwergen zijn gasbollen met te weinig massa om proton-proton kernfusie in gang te zetten. Voor proton-proton fusie moet een ster minimaal 0,08 zonsmassa zijn (80 Jupitermassa’s). Technisch gesproken zijn bruine dwergen dus geen volwaardige sterren. Wel kan een bruine dwerg van meer dan 0,013 zonsmassa’s (13 Jupitermassa’s) deuterium fuseren. Omdat deuterium zeldzaam is, geven dergelijke dwergen maar weinig straling af en doven op een gegeven moment uit. De ondergrens voor bruine dwergen is omstreden en varieert van 5-60 Jupitermassa’s.
Een bruine dwerg ligt qua grootte tussen rode dwergsterren en gasreuzen in. Bron
Eigenlijk is zeven maal de massa van Jupiter te klein om zelfs voor bruine dwerg door te kunnen gaan. Het object staat te ver af van zijn ster om zich uit een planetaire schijf te kunnen vormen. Volgens de op dit moment populaire astrofysische modellen, althans; bijvoorbeeld Jupiter staat maar op vijf astronomische eenheden van de zon. Dus wordt er toch van uitgegaan dat WD 0806-661 B een bruine dwerg is.
Nieuw domein voor leven?
Onderzoekers denken door de ontdekking van dit mysterieuze object de invloed van de inwendige temperatuur op atmosferische patronen te kunnen vaststellen.
Het geeft ook exobiologen een nieuwe habitat voor leven om over na te denken. Wellicht komen er waterwolken in voor. En kunnen door het universum zwervende bruine dwergen, bacteriën in waterdruppeltjes, van energie voorzien. Wie weet, zelfs leven dat uit meer cellen bestaat. Op zich bevat dit object genoeg vrije energie voor eenvoudig leven.
