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.
Bronnen
ArXiv Blog
ArXiv
