Dankzij een hele reeks telescopen in de ruimte en op aarde - en zelfs een paar amateurastronomen in Arizona - hebben een astronoom van de University of Wisconsin-Madison en zijn collega's een planeet ter grootte van Jupiter ontdekt die in een razend tempo rond een verre witte dwergster draait. Het systeem, ongeveer 80 lichtjaar verwijderd, in strijd is met alle gangbare conventies over sterren en planeten. De witte dwerg is het overblijfsel van een zonachtige ster, sterk gekrompen tot ongeveer de grootte van de aarde, toch behoudt het de helft van de massa van de zon. De massieve planeet doemt op boven zijn kleine ster, die het elke 34 uur omcirkelt dankzij een ongelooflijk nauwe baan. In tegenstelling tot, Mercurius heeft een relatief luste 90 dagen nodig om om de zon te draaien. Hoewel er in het verleden hints zijn geweest van grote planeten die in de buurt van witte dwergen cirkelen, de nieuwe bevindingen zijn het duidelijkste bewijs tot nu toe dat deze bizarre combinaties bestaan. Die bevestiging benadrukt de verschillende manieren waarop sterrenstelsels kunnen evolueren en kan een glimp opvangen van het lot van ons eigen zonnestelsel. Zo'n systeem van witte dwergen zou zelfs een zeldzame bewoonbare regeling kunnen bieden voor het ontstaan ​​van leven in het licht van een stervende ster.

"We hebben nog nooit eerder bewijs gezien dat een planeet zo dicht bij een witte dwerg komt en overleeft. Het is een aangename verrassing, " zegt hoofdonderzoeker Andrew Vanderburg, die onlangs als assistent-professor bij de astronomieafdeling van UW-Madison is gaan werken. Vanderburg voltooide het werk terwijl een onafhankelijke NASA Sagan Fellow aan de Universiteit van Texas in Austin.

De onderzoekers publiceerden hun bevindingen op 16 september in het tijdschrift Natuur . Vanderburg leidde een grote, internationale samenwerking van astronomen die de gegevens hebben geanalyseerd. De bijdragende telescopen omvatten NASA's exoplaneet-jachttelescoop TESS en twee grote grondtelescopen op de Canarische Eilanden.

Vanderburg was oorspronkelijk aangetrokken tot het bestuderen van witte dwergen - de overblijfselen van sterren ter grootte van de zon nadat ze hun nucleaire brandstof hebben uitgeput - en hun planeten per ongeluk. Terwijl op de graduate school, hij bekeek gegevens van de voorganger van TESS, de Kepler-ruimtetelescoop, en zag een witte dwerg met een wolk van puin eromheen.

"Wat we uiteindelijk ontdekten, was dat dit een kleine planeet of asteroïde was die uit elkaar werd gescheurd terwijl we toekeken, wat echt gaaf was, ", zegt Vanderburg. De planeet was vernietigd door de zwaartekracht van de ster nadat de overgang naar een witte dwerg ervoor zorgde dat de baan van de planeet in de richting van de ster viel.

Sindsdien, Vanderburg heeft zich afgevraagd of planeten, vooral grote, zou de reis naar een ouder wordende ster kunnen overleven.

Door gegevens te scannen voor duizenden witte dwergsystemen verzameld door TESS, de onderzoekers zagen een ster waarvan de helderheid ongeveer elke anderhalve dag met de helft verminderde, een teken dat er iets groots voor de ster langs ging op een strakke, bliksemsnelle baan. Maar het was moeilijk om de gegevens te interpreteren omdat de schittering van een nabije ster de metingen van TESS verstoorde. Om dit obstakel te overwinnen, de astronomen vulden de TESS-gegevens aan van telescopen op de grond met een hogere resolutie, waaronder drie gerund door amateurastronomen.

"Toen de schittering onder controle was, in één nacht, ze kregen veel mooiere en veel schonere gegevens dan we kregen met een maand observaties vanuit de ruimte, " zegt Vanderburg. Omdat witte dwergen zoveel kleiner zijn dan normale sterren, grote planeten die voor hen passeren, blokkeren veel van het licht van de ster, waardoor detectie door telescopen op de grond veel eenvoudiger wordt.

De gegevens onthulden dat een planeet ongeveer zo groot als Jupiter, misschien iets groter, cirkelde heel dicht bij zijn ster. Het team van Vanderburg gelooft dat de gasreus veel verder van de ster is begonnen en in zijn huidige baan is terechtgekomen nadat de ster tot een witte dwerg was geëvolueerd.

De vraag werd:hoe voorkwam deze planeet dat hij tijdens de omwenteling werd verscheurd? Eerdere modellen van interacties tussen witte dwergen en planeten leken niet in lijn te zijn met dit specifieke sterrenstelsel.

De onderzoekers voerden nieuwe simulaties uit die een mogelijk antwoord op het mysterie boden. Toen de ster geen brandstof meer had, het groeide uit tot een rode reus, verzwolgen alle nabijgelegen planeten en destabiliseren van de Jupiter-achtige planeet die verder weg cirkelde. Dat zorgde ervoor dat de planeet een overdreven, ovale baan die heel dicht langs de nu gekrompen witte dwerg ging, maar de planeet ook heel ver weg slingerde bij de top van de baan.

over eonen, de zwaartekrachtsinteractie tussen de witte dwerg en zijn planeet verspreidde langzaam energie, uiteindelijk de planeet in een strakke, cirkelbaan die slechts anderhalve dag in beslag neemt. Dat proces kost tijd - miljarden jaren. Deze specifieke witte dwerg is een van de oudste waargenomen door de TESS-telescoop op bijna 6 miljard jaar oud, genoeg tijd om zijn enorme planeetpartner te vertragen.

Terwijl witte dwergen geen kernfusie meer uitvoeren, ze geven nog steeds licht en warmte af als ze afkoelen. Het is mogelijk dat een planeet dicht genoeg bij zo'n stervende ster zich in de bewoonbare zone bevindt, het gebied bij een ster waar vloeibaar water kan bestaan, verondersteld nodig te zijn om leven te laten ontstaan ​​en te overleven.

Nu onderzoek heeft bevestigd dat deze systemen bestaan, ze bieden een prikkelende mogelijkheid om op zoek te gaan naar andere vormen van leven. De unieke structuur van witte dwergplaneetsystemen biedt een ideale gelegenheid om de chemische handtekeningen van de atmosferen van planeten te bestuderen, een mogelijke manier om op afstand naar tekenen van leven te zoeken.

"Ik denk dat het meest opwindende deel van dit werk is wat het betekent voor zowel de bewoonbaarheid in het algemeen - kunnen er gastvrije regio's zijn in deze dode zonnestelsels - en ook ons ​​vermogen om bewijs van die bewoonbaarheid te vinden, ’ zegt Vanderburg.