Veel wetenschappers geloven dat de aarde droog was toen ze voor het eerst werd gevormd, en dat de bouwstenen voor het leven op onze planeet – koolstof, stikstof en water - verschenen pas later als gevolg van botsingen met andere objecten in ons zonnestelsel die deze elementen hadden.

Vandaag, een door de UCLA geleid team van wetenschappers meldt dat het het bestaan ​​heeft ontdekt van een witte dwergster waarvan de atmosfeer rijk is aan koolstof en stikstof, evenals in zuurstof en waterstof, de componenten van water. De witte dwerg bevindt zich op ongeveer 200 lichtjaar van de aarde en bevindt zich in het sterrenbeeld Boötes.

Benjamin Zuckerman, een co-auteur van het onderzoek en een UCLA-hoogleraar astronomie, zei dat de studie bewijs levert dat het planetaire systeem geassocieerd met de witte dwerg materialen bevat die de basisbouwstenen voor het leven zijn. En hoewel het onderzoek zich richtte op deze specifieke ster - bekend als WD 1425+540 - suggereert het feit dat zijn planetenstelsel kenmerken deelt met ons zonnestelsel sterk dat andere planetenstelsels dat ook zouden doen.

"De bevindingen geven aan dat sommige van de belangrijke voorwaarden van het leven algemeen zijn in het universum, ' zei Zuckerman.

De wetenschappers melden dat een kleine planeet in het planetenstelsel rond de witte dwerg cirkelde, en zijn traject was op de een of andere manier veranderd, misschien door de aantrekkingskracht van een planeet in hetzelfde systeem. Die verandering zorgde ervoor dat de kleine planeet heel dicht bij de witte dwerg kwam, waar het sterke zwaartekrachtveld van de ster de kleine planeet in gas en stof uit elkaar scheurde. Die overblijfselen gingen in een baan rond de witte dwerg - ongeveer zoals de ringen rond Saturnus, Zuckerman zei - voordat hij uiteindelijk op de ster zelf terechtkwam, de bouwstenen voor het leven met zich meebrengen.

De onderzoekers denken dat deze gebeurtenissen relatief recent hebben plaatsgevonden, misschien in de afgelopen 100, 000 jaar of zo, zei Edward Young, een andere co-auteur van de studie en een UCLA-hoogleraar geochemie en kosmochemie. Ze schatten dat ongeveer 30 procent van de massa van de kleine planeet uit water en ander ijs bestond, en ongeveer 70 procent was rotsachtig materiaal.

Het onderzoek suggereert dat de kleine planeet de eerste is van wat waarschijnlijk veel van dergelijke analogen zijn met objecten in de Kuipergordel van ons zonnestelsel. De Kuipergordel is een enorme cluster van kleine lichamen zoals kometen en kleine planeten in de buitenste regionen van ons zonnestelsel, voorbij Neptunus. Astronomen hebben zich lang afgevraagd of andere planetenstelsels lichamen hebben met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die in de Kuipergordel, en de nieuwe studie lijkt voor het eerst te bevestigen dat zo'n instantie bestaat.

Witte dwergsterren zijn dicht, uitgebrande overblijfselen van normale sterren. Hun sterke aantrekkingskracht zorgt ervoor dat elementen zoals koolstof, zuurstof en stikstof om uit hun atmosfeer en in hun binnenste te zinken, waar ze niet door telescopen kunnen worden gedetecteerd.

Het onderzoek, gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven , beschrijft hoe WD 1425+540 aan koolstof kwam, stikstof, zuurstof en waterstof. Dit is de eerste keer dat een witte dwerg met stikstof is ontdekt, en een van de weinige bekende voorbeelden van witte dwergen die zijn getroffen door een rotsachtig lichaam dat rijk was aan waterijs.

"Als er water is in Kuipergordelachtige objecten rond andere sterren, zoals het er nu uitziet, wanneer zich rotsachtige planeten vormen, hoeven ze geen ingrediënten van het leven te bevatten, " zei Siyi Xu, de hoofdauteur van de studie, een postdoctoraal onderzoeker aan de European Southern Observatory in Duitsland die haar doctoraat behaalde aan de UCLA.

"Nu zien we in een planetair systeem buiten ons zonnestelsel dat er kleine planeten zijn waar water, stikstof en koolstof zijn in overvloed aanwezig, zoals in de Kuipergordel van ons zonnestelsel, " zei Xu. "Als de aarde haar water zou krijgen, stikstof en koolstof door de impact van dergelijke objecten, dan zouden rotsplaneten in andere planetenstelsels ook hun water kunnen krijgen, stikstof en koolstof op deze manier."

Een rotsachtige planeet die zich relatief dicht bij zijn ster vormt, zou waarschijnlijk droog zijn, zei Jong.

"We zouden graag willen weten of er in andere planetenstelsels Kuipergordels bestaan ​​met grote hoeveelheden water die kunnen worden toegevoegd aan anders droge planeten, " zei hij. "Ons onderzoek suggereert dat dit waarschijnlijk is."

Volgens Zuckerman de studie lost de vraag niet op of leven in het universum gebruikelijk is.

"Eerst heb je een aardachtige wereld nodig in zijn grootte, massa en op de juiste afstand van een ster als onze zon, " hij zei, eraan toevoegend dat astronomen nog steeds geen planeet hebben gevonden die aan die criteria voldoet.

De onderzoekers observeerden WD 1425+540 met de Keck Telescope in 2008 en 2014, en met de Hubble-ruimtetelescoop in 2014. Ze analyseerden de chemische samenstelling van de atmosfeer met behulp van een instrument dat een spectrometer wordt genoemd, die licht opsplitst in golflengten. Spectrometers kunnen worden afgestemd op de golflengten waarvan wetenschappers weten dat een bepaald element licht uitzendt en absorbeert; wetenschappers kunnen dan de aanwezigheid van het element bepalen door of het licht van bepaalde karakteristieke golflengten uitzendt of absorbeert. In de nieuwe studie de onderzoekers zagen de elementen in de atmosfeer van de witte dwerg omdat ze een deel van het achtergrondlicht van de witte dwerg absorbeerden.