Astronomen vinden planeetachtige objecten in de bewoonbare zone van een witte dwerg

Astronomen hebben met behulp van het ULTRACAM-instrument aan de 3,5 meter New Technology Telescope van de ESO en de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA een ring van planetair puin bezaaid met maanachtige structuren gevonden in de bewoonbare zone van de ster WD 1054-226.

Afbeelding van de witte dwerg WD 1054-226
Een artist impressie van de witte dwerg WD 1054-226 omringd door wolken van planetair puin en een grote planeet in de bewoonbare zone. Credit: Mark A. Garlick / www.markgarlick.com.

WD 1054-226 is een relatief koele witte dwerg met een visuele helderheid van magnitude 16 die een waterstofatmosfeer heeft. De ster is ook bekend als LP 849-31 en bevindt zich op een afstand van ongeveer 118 lichtjaar in de richting van het kleine sterrenbeeld Beker – Crater.

Astronomen namen gedurende 18 nachten het licht van WD 1054-226 waar met behulp van de ULTRASCAN hoge snelheidscamera aan de 3,5 meter NTT van de ESO. Deze telescoop maakt deel uit van de La Silla sterrenwacht in Chili. Om de veranderingen van het licht beter te kunnen interpreteren maakten ze ook gebruik van gegevens die met behulp van de TESS waren verkregen. Ze vonden duidelijke dips in het licht, overeenkomend met 65 gelijkmatig verdeelde wolken van planetair puin die elke 25 uur rond de ster draaien.

Ze concludeerden dat de regelmaat van de transiterende structuren suggereert dat ze door een naburige planeet in zo’n nauwkeurige opstelling worden gehouden. Die planeet zou de grootte moeten hebben van de aardse planeten in ons eigen zonnestelsel.

De afstand tussen de planeet en WD 1054-226 zou ongeveer 2,5 miljoen kilometer bedragen. Dat is ongeveer 1,7% van de afstand Aarde-Zon.

Ze ontdekten dat het licht van WD 1054-226 altijd enigszins wordt verduisterd door enorme wolken materiaal dat in een baan eromheen draait en dit wijst vermoedelijk op een ring van planetair puin dat om de ster draait.

De objecten draaien in een gebied dat zou zijn omhuld door de ster terwijl hij een rode reus was, dus waarschijnlijk relatief recent ontstaan of daar aangekomen, in plaats van te hebben overleefd vanaf de geboorte van de ster en zijn planetenstelsel.

Men gaat ervan uit dat deze baan rond de witte dwerg tijdens de reuzenster-fase van zijn leven werd schoon gemaakt en dus zou elke planeet die mogelijk water en dus leven kan herbergen, een recente ontwikkeling zijn.

Het gebied zou minstens twee miljard jaar bewoonbaar zijn, met inbegrip van minstens een miljard jaar in de toekomst. Het is voor het eerst dat astronomen een of andere vorm van een planetair object hebben gedetecteerd in de bewoonbare zone van een witte dwerg.

De structuren ter grootte van een maan die de astronomen hebben waargenomen zijn onregelmatig en stoffig (bijvoorbeeld komeetachtig) in plaats van vaste, bolvormige objecten. Hun absolute regelmaat is een mysterie dat ze nog niet kunnen verklaren.

Een opwindende mogelijkheid is dat deze objecten in zo’n gelijkmatig verdeeld baanpatroon worden gehouden vanwege de zwaartekracht van een nabijgelegen grote planeet. Zonder deze invloed zouden wrijving en botsingen ervoor zorgen dat de objecten uiteenvallen waardoor de precieze regelmaat die wordt waargenomen, verloren gaat.

Het is een soort van “herderschap” dat ook wordt waargenomen bij manen van Saturnus en Neptunus die door hun zwaartekracht ervoor zorgen dat ringstructuren rond deze planeten stabiel blijven draaien.

De mogelijkheid van een grote planeet in de bewoonbare zone is onverwachts en opwindend; men was hier niet naar op zoek. Het is echter belangrijk om in gedachten te houden dat er meer bewijs nodig is om de aanwezigheid van een planeet te bevestigen, aldus de onderzoekers.

Men kan de planeet niet rechtstreeks waarnemen dus bevestiging kan komen door computermodellen te vergelijken met verdere waarnemingen van de ster en het ronddraaiende puin.

Een artikel over de bevindingen werd gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomcal Society.

Artikel: J. Farihi et al. 2022. Relentless and complex transits from a planetesimal debris disc. MNRAS 511 (2); doi: 10.1093/mnras/stab3475

Eerste publicatie: 12 februari 2022
Bron: Sci-News & anderen