De ingebeelde doodsspiraal van het opmerkelijke J0806-systeem, zoals afgebeeld in de weergave van deze kunstenaar, is een gevolg van Einsteins algemene relativiteitstheorie die voorspelt dat de witte dwergsterren hun baanenergie zullen verliezen door zwaartekrachtgolven te genereren. NASA/Tod Strohmayer (GSFC)/Dana Berry (Chandra X-Ray Observatory)

De mensheid beleeft een revolutie in de astronomie. Tot voor kort, we waren afhankelijk van het elektromagnetische spectrum (d.w.z. licht) om met telescopen ontdekkingen te doen vanuit de achtertuin van ons zonnestelsel tot in de verste uithoeken van de kosmos. Nutsvoorzieningen, met de eerste historische detectie van zwaartekrachtsgolven op 14 september, 2015, een heel nieuw universum wacht op ons, een waarin we de ruimtetijd-rimpelingen die over ons heen spoelen van botsingen met zwarte gaten kunnen analyseren en, mogelijk, buitenaardse werelden terwijl ze om hun verre sterren draaien.

In een op 8 juli gepubliceerde studie 2019, in natuurastronomie, een groep onderzoekers heeft de laatste mogelijkheid onderzocht om extrasolaire planeten te onthullen, of exoplaneten, die anders onzichtbaar zouden blijven voor traditionele astronomische technieken.

"We stellen een methode voor die gravitatiegolven gebruikt om exoplaneten te vinden die rond dubbele witte dwergsterren draaien, "Nicola Tamanini, van het Max Planck Instituut voor Gravitatiefysica (Albert Einstein Instituut/AEI) in Potsdam, Duitsland, zei in een verklaring.

Tot dusver, de zwaartekrachtsgolven die worden gegenereerd door enorme botsingen in de diepe kosmos zijn gedetecteerd door twee observatoria, het in de VS gevestigde Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) dat gebruik maakt van twee detectoren in Washington en Louisiana, en de Virgo-interferometer bij Pisa, Italië. Beide projecten maken gebruik van L-vormige gebouwen met geavanceerde laserinterferometers die de minieme fluctuaties in afstand kunnen detecteren terwijl zwaartekrachtgolven wegspoelen door onze planeet. LIGO was de eerste die de zwaartekrachtsgolven detecteerde die meer dan een eeuw geleden door Einstein werden getheoretiseerd en nu werken zowel LIGO als Virgo samen om regelmatige detecties van botsingen van zwarte gaten en neutronensterren te maken.

in 2017, een andere historische mijlpaal werd bereikt toen zowel de zwaartekrachtsgolven als de gammastraling tegelijkertijd werden gedetecteerd toen twee neutronensterren in botsing kwamen in een melkwegstelsel op 130 lichtjaar afstand. Dit evenement lanceerde een nieuw tijdperk van "multimessenger-astronomie" waarmee astronomen de locatie van het evenement konden lokaliseren, de fysieke mechanismen achter korte gammaflitsen begrijpen, bevestigen dat botsende neutronensterren de boosdoener zijn, en geven een intieme kijk op de nucleaire processen die zware elementen (zoals goud en platina) in de kosmos produceren.

Detectoren de ruimte in lanceren

Met deze ongelooflijke vooruitgang, mogelijk gemaakt door ons nieuwe vermogen om zwaartekrachtsgolven te detecteren, Wat brengt de toekomst? We zullen, waarom niet een zwaartekrachtgolfobservatorium de ruimte in lanceren! Zoals besproken in de Nature Astronomy-studie, de geplande Laser Interferometer Space Antenna (LISA) zal precies dat doen en zijn extreme gevoeligheid zal ons een geheel nieuwe kijk geven op kosmische doelen die zich momenteel in het donker verbergen. Een van deze doelen zijn binaire witte-dwergstersystemen die mogelijk vergezeld gaan van exoplaneten in een baan om de aarde (met massa's van 50 aardmassa's en meer) die niet kunnen worden gezien met de huidige detectietechnieken voor exoplaneten. theoretisch, LISA zal gevoelig zijn voor zwaartekrachtsgolven afkomstig van dubbelsterren van witte dwergen in ons melkwegstelsel.

"LISA zal zwaartekrachtsgolven meten van duizenden witte dwergdubbelsterren, " zei Tamanini. "Als een planeet om zo'n paar witte dwergen draait, het waargenomen zwaartekrachtgolfpatroon zal er anders uitzien dan dat van een dubbelster zonder planeet. Deze karakteristieke verandering in de zwaartekrachtgolfvormen zal ons in staat stellen exoplaneten te ontdekken."

Witte dwergen zijn de stellaire lijken van zonachtige sterren die geen brandstof meer hebben en lang geleden zijn gestorven. Onze zon zal over 5 miljard jaar zonder brandstof komen te zitten, waardoor het opzwelt tot een opgeblazen rode reus. Na de rode reus fase, de ster zal zijn lagen heet plasma afwerpen, het creëren van een zogenaamde planetaire nevel, een klein ronddraaiend object ongeveer ter grootte van de aarde in zijn kielzog achterlatend. Dit dichte object zal dan worden verpletterd onder zijn eigen immense zwaartekracht, het creëren van een klodder gedegenereerde materie.

Witte dwergen zijn goed bestudeerd en vertegenwoordigen de finale, dode fase van het leven van onze zon, maar ze kunnen ook van onschatbare waarde zijn in ons streven naar nieuwe werelden ver buiten het zonnestelsel.

Indien, bijvoorbeeld, twee witte dwergen draaien om elkaar heen als een binair systeem, de zwaartekrachtverstoringen die ze creëren, zullen zich gedragen als een ronddraaiend kinderspeelgoed in een zwembad - rimpelingen in de ruimtetijd zullen zich in alle richtingen voortplanten, energie met de snelheid van het licht wegvoeren van de ronddraaiende sterren. Huidige zwaartekrachtgolfdetectoren kunnen alleen de krachtigste kosmische botsingen meten, maar met LISA, deze meer subtiele gebeurtenissen die een zwakker zwaartekrachtgolfsignaal produceren, zullen binnen bereik zijn.

Verborgen buitenaardse werelden

Momenteel, astronomen gebruiken twee primaire methoden om exoplaneten in een baan om andere sterren te detecteren:de "radiale snelheidsmethode, " die zeer gevoelige spectrometers gebruikt die zijn bevestigd aan telescopen die de Doppler-verschuiving kunnen detecteren die wordt veroorzaakt door een exoplaneet in een baan om de aarde, en de "doorvoermethode, " die NASA's Kepler-ruimtetelescoop (en anderen) gebruiken om de zeer lichte daling in sterhelderheid te detecteren terwijl een wereld ervoor draait.

Hoewel meer dan 4, 000 exoplaneten zijn voornamelijk ontdekt met behulp van deze twee methoden, sommige exoplaneten blijven verborgen en, in het geval van binaire witte dwergen, we weten weinig over de vraag of ze kan gastheer exoplaneten. Maar, als LISA de ruimte-tijdrimpelingen kan meten die van deze systemen uitgaan, het kan ook het lichte trekken van exoplaneten detecteren terwijl ze in een baan om de aarde draaien, op een vergelijkbare manier als de radiale snelheidsmethode meet de Doppler-verschuiving van elektromagnetische golven, in plaats daarvan alleen zwaartekrachtgolven gebruiken.

LISA is een project onder leiding van de European Space Agency en staat momenteel gepland voor lancering in 2034. Bestaande uit drie ruimtevaartuigen die in formatie vliegen, ze zullen ultraprecieze lasers naar elkaar uitstralen om een ​​enorme gelijkzijdige driehoekige laserinterferometer te creëren waarbij elk ruimtevaartuig wordt gescheiden door 2,5 miljoen kilometer (2,5 miljoen kilometer). LISA zal daarom een ​​interferometer zijn die een miljoen keer groter is dan alles wat we momenteel hebben, of ooit zal hebben, op aarde.

"LISA gaat zich richten op een exoplaneetpopulatie die nog niet is onderzocht, " voegde Tamanini eraan toe. "Vanuit een theoretisch perspectief, niets verhindert de aanwezigheid van exoplaneten rond compacte binaire witte dwergen."

Als blijkt dat deze dubbelstersystemen met witte dwergen ook exoplaneten bevatten, ze zullen ons helpen beter te begrijpen hoe sterrenstelsels zoals die van ons evolueren en of planeten kunnen overleven nadat hun dubbelsterstelsel zonder brandstof is geraakt en is gestorven. De onderzoekers wijzen er ook op dat ze ook kunnen onthullen of exoplaneten van de tweede generatie (d.w.z. planeten die zich na de rode-reuzenfase vormen) bestaan.

Voorbij de zwaartekrachtsgolfdetecties van exoplaneten, de mogelijkheden zijn eindeloos. Als er één ding is dat het huidige "nieuwe tijdperk" van zwaartekrachtsgolfastronomie ons heeft geleerd, toekomstige ruimteobservatoria zoals LISA zouden fenomenen kunnen onthullen die zich in het donker voordoen en waarvan we nooit dachten dat we ze ooit zouden zien.

Dat is nu interessant

ongeveer 1, 600 lichtjaar verwijderd van de aarde, in een dubbelstersysteem dat bekend staat als J0806, twee dichte witte dwergsterren draaien elke 321 seconden om elkaar heen. Gebaseerd op gegevens van het Chandra X-Ray Observatory, astronomen geloven dat de toch al superkorte omlooptijd van de sterren steeds korter wordt, wat er uiteindelijk voor zal zorgen dat de twee sterren samensmelten.

Wetenschap Planeet Onderzoek WetenschapAstronomietermenDrijvende planeetWetenschapAstronomieHoe nomadenplaneten werkenWetenschapRuimteverkenningHoe planeetjacht werktWetenschapHet zonnestelselWaarom wordt Pluto niet langer als een planeet beschouwd?WetenschapToekomstige ruimteHoe zullen we andere planeten koloniseren?WetenschapGeofysicaHoeveel weegt planeet Aarde?WetenschapHet zonnestelselWaarom duurde het zo lang om planeet negen te 'ontdekken'? Wetenschap Het zonnestelsel Wat is de volgorde van de planeten in het zonnestelsel? Wetenschap Het zonnestelsel Regent het op andere planeten? Wetenschap Het zonnestelsel Jupiter:Yokozuna van gasreuzen, Banisher of PlanetsWetenschapHet zonnestelselHoe ontstaan ​​planeten?WetenschapSterrenWitte dwergen kunnen planeten aan stukken scheurenWetenschapHet zonnestelselWie heeft de planeet aarde genoemd?WetenschapRuimteverkenningHeeft een planeet continenten nodig om leven te ondersteunen?WetenschapHet zonnestelselIs planeet negen eigenlijk een oerzwart gat?WetenschapRuimteverkenning Hoeveel planeten in ons universum zou het leven kunnen ondersteunen? WetenschapSterrenKan een planeet bestaan ​​zonder een gastheerster? Wetenschap Het zonnestelsel Waarom zijn planeten bijna bolvormig? Wetenschap Het zonnestelsel NASA kondigt nieuw zonnestelsel aan boordevol zeven planeten Wetenschap Het zonnestelsel Pluto:is het toch een planeet? Wetenschap Het zonnestelsel Haumea, een dwergplaneet in de Kuipergordel, Heeft zijn eigen ringWetenschapRuimteverkenningNieuwe NASA-satelliet jaagt op verre planetenWetenschapHet zonnestelselOude vernietiging van dwergplaneten heeft mogelijk de ringen van Saturnus gecreëerdWetenschapHet zonnestelselIs de aarde de enige planeet met tektonische platen? WetenschapSterrenHoe detecteren astronomen dat een ster een planeet heeft die eromheen draait? Wetenschap Ruimteverkenning water op exoplaneten? Wetenschap Het zonnestelselDe waarheid achter de schurkenplaneet NibiruWetenschapHet zonnestelselUranus:de planeet op een zeer gekantelde asWetenschapHet zonnestelselPloonets:wanneer manen planeten wordenWetenschapAstronomietermenPlanetariumWetenschapRuimteverkenning10 Opmerkelijke exoplanetenWetenschapRuimteverkenning:de meest nabije exoplaneet tot nu toe bevestigd door de Europese sterrenwacht SystemScienceStarsZo detecteren we leven op verre exoplanetenWetenschapRuimteverkenning NASA's Kepler-missie voegt 100 buitenaardse werelden toe aan Exoplanet TallyWetenschapRuimteverkenningKan amateurastronomie Nomers spotten exoplaneten? WetenschapToekomstige ruimte10 Beste ideeën voor interplanetaire communicatieWetenschapRuimteverkenningLISA:detectie van exoplaneten met behulp van zwaartekrachtgolvenWetenschapHet zonnestelselHoe NASA planetaire bescherming werktWetenschapAstronomietermenPlanetesimale hypothese Onderzoek naar entertainmentplaneet AmusementGedenkwaardige filmsIn 'Star Wars' Hele sterren en planeten worden vernietigd - kan dat?