Holle aarde rond een witte dwerg mogelijk?
Een witte dwerg geeft heel fel licht, maar is maar heel klein, ongeveer zo groot als een aardachtige planeet, maar dan met de massa van een ster. Die kleine afmetingen maken een witte dwerg interessant voor een megalomaan project: een holle reuzenaarde bouwen. Zou dit kunnen?
Dysonschil
Een spectaculair idee om ons gebrek aan woonruimte in één klap op te lossen is het aanleggen van een zogeheten Dysonschil, een concept bedacht door de Britse fysicus Freeman Dyson. In het kort komt het er op neer om in plaats van het planetenstelsel dat we nu kennen, een holle bolvormige schil rond de zon aan te leggen. De bewoonbare oppervlakte zou hiermee extreem groot worden. Als de schil zich ter hoogte van de aarde zou bevinden, zou de bewoonbare oppervlakte meer dan 1,1 miljard maal die van de aarde zijn. Veel onderzoekers denken dat dit een logische stap is voor een Kardashev-II beschaving.
Zoals zich laat vermoeden is hier ook extreem veel materiaal voor nodig dat bovendien extreem sterk moet zijn om de enorme krachten op te vangen. Om even een idee te geven: als de hele aarde gebruikt zou worden om de Dysonschil mee aan te leggen, zou dit een laagje van ongeveer een millimeter dik opleveren. Reken daarbij nog het materiaal dat nodig is om een leefbare ecosfeer te scheppen. Dit is dus wat minder praktisch.
Maar wat als de Dysonschil veel kleiner zou zijn? Bij de zon is dat onhaalbaar: de zon zelf is al 1,4 miljoen kilometer in diameter. Echter: er zijn veel kleinere sterren die uitstekend geschikt zijn: witte dwergen.
Bewoonbare zone rond een witte dwerg
Kleine sterren van ongeveer een zonsmassa of minder storten op het eind van hun leven niet ineen tot een neutronenster of zwart gat, maar veranderen in een witte dwerg. Een witte dwerg bevat het grootste deel van de massa van de ster, maar dan samengeperst in een volume ter grootte van de aarde. Afhankelijk van hoe zwaar de voorgangerster van de witte dwerg was, bestaat de kern uit opeengepakt helium, een mengsel van koolstof en zuurstof of (zeer zeldzaam) een kern bestaande uit neon, zuurstof en magnesium. Dit laatste vereist dat de ster op tijd het grootste deel van zijn massa afstoot, zodat zich geen neutronenster vormt en is dus vrij zeldzaam.
De lichtste vorm heeft zich nog niet kunnen vormen – een rode dwerg blijft voor zeker honderd tot duizend miljard jaar in de hoofdreeks (hoewel er witte heliumdwergen bekend zijn waarvan een zware begeleider de buitenste gaslagen heeft gestript) . Dat is tientallen malen de ouderdom van het heelal. Vrijwel alle witte dwergen behoren dan ook tot de nuttigste categorie: witte dwergen met een koolstof-zuurstofkern.
Starlifting, het oogsten van een planetaire nevel en een echte ozonlaag
Witte dwergen van deze grootte hebben een bewoonbare zone op ongeveer een miljoen kilometer afstand. Dit maakt de benodigde hoeveelheid materiaal veel kleiner, omdat de oppervlakte ‘slechts’ zevenduizend maar die van de aarde is. Geen punt, want om deze sterren bevindt zich een enorme planetaire nevel, tientallen procenten van de totale massa van de ster, die je zou kunnen oogsten. Vooral de koolstof hierin is uiteraard interessant, want hier kan je extreem sterke materialen als koolstofnanovezels van construeren en ook waterstof en stikstof, wellicht zelfs een spoor silicium en metalen vandaan halen. Een grotere bron van koolstof en ook zuurstof is de witte dwerg zelf. Je zou door middel van starlifters in een baan om de dwerg de ijle zuurstof-koolstofdampen rond de ster kunnen afzuigen. De zuurstofrijke atmosfeer binnen de Dysonschil vormt een ozonlaag die het leven op de oppervlakte van de Dysonschil beschermt tegen de sterke UV-straling van de dwerg. Het is even doorpakken, maar dan heb je ook je super-holle aarde. Wel moet je bij het ontwerp rekening houden met de koeling.
Stabiele omloopbaan
De krachten die op deze Dysonschil komen te staan zijn, vergis je niet, echt immens groot. Een massieve schil, waar Dyson aan dacht, is dus met de huidige technologie en met de vormen van materie die we nu kennen, niet mogelijk. Wel zou je kunnen denken aan een actieve schil, bestaande uit zwevende delen en een gasdicht membraan dat het gas opgesloten houdt of wellicht aan elektromagnetische opsluiting. De schil zal vermoedelijk ook de vorm van een torus of afgeplatte schijf kunnen krijgen. Door de schijf loodrecht op de rotatierichting te laten wentelen, zou je in principe het systeem stabiel moeten kunnen houden. Het hele systeem zou onzichtbaar zijn, maar warmtestraling van ongeveer een graad of twintig à dertig uitstralen. Er is dus een goede reden om objecten met ongeveer deze temperatuur, bruine dwergen, dit ding hier bijvoorbeeld, heel goed in de gaten te houden. Want wie weet zijn buitenaardse wezens ons al voor geweest…
