Hoe zal het zonnestelsel sterven? Het is een enorm belangrijke vraag waar onderzoekers diep over hebben nagedacht, onze kennis van de natuurkunde gebruiken om complexe theoretische modellen te maken. We weten dat de zon uiteindelijk een "witte dwerg" zal worden, een verbrand stellair overblijfsel waarvan het zwakke licht geleidelijk overgaat in duisternis. Deze transformatie zal een gewelddadig proces met zich meebrengen dat een onbekend aantal van zijn planeten zal vernietigen.

Dus welke planeten zullen de dood van de zon overleven? Een manier om het antwoord te vinden is door te kijken naar het lot van andere soortgelijke planetenstelsels. Dit is moeilijk gebleken, echter. De zwakke straling van witte dwergen maakt het moeilijk om exoplaneten (planeten rond andere sterren dan onze zon) te zien die deze stertransformatie hebben overleefd - ze bevinden zich letterlijk in het donker.

In feite, van de meer dan 4, 500 exoplaneten die momenteel bekend zijn, slechts een handvol is gevonden rond witte dwergen - en de locatie van deze planeten suggereert dat ze daar zijn aangekomen na de dood van de ster.

Dit gebrek aan gegevens schetst een onvolledig beeld van ons eigen planetaire lot. Gelukkig, we vullen nu de gaten op. In onze nieuwe krant gepubliceerd in Natuur , we rapporteren de ontdekking van de eerste bekende exoplaneet die de dood van zijn ster overleefde zonder dat zijn baan werd veranderd door andere planeten die ronddraaien - op een afstand die vergelijkbaar is met die tussen de zon en de planeten van het zonnestelsel.

Een Jupiter-achtige planeet

Deze nieuwe exoplaneet, die we ontdekten met het Keck Observatorium in Hawaï, is vooral vergelijkbaar met Jupiter in zowel massa- als baanscheiding, en geeft ons een cruciale momentopname van planetaire overlevenden rond stervende sterren. De transformatie van een ster in een witte dwerg omvat een gewelddadige fase waarin het een opgeblazen "rode reus, " ook bekend als een gigantische takster, honderden keren groter dan voorheen. We denken dat deze exoplaneet het nog maar net heeft overleefd:als hij aanvankelijk dichter bij zijn moederster was, het zou zijn opgeslokt door de expansie van de ster.

Als de zon uiteindelijk een rode reus wordt, zijn straal zal feitelijk naar buiten reiken tot de huidige baan van de aarde. Dat betekent dat de zon (waarschijnlijk) Mercurius en Venus zal verzwelgen, en mogelijk de aarde, maar we weten het niet zeker.

Men verwacht dat Jupiter en zijn manen zullen overleven, al wisten we het vroeger niet zeker. Maar met onze ontdekking van deze nieuwe exoplaneet, we kunnen er nu zekerder van zijn dat Jupiter het echt gaat halen. Bovendien, de foutmarge in de positie van deze exoplaneet zou kunnen betekenen dat hij bijna half zo dicht bij de witte dwerg staat als Jupiter momenteel bij de zon. Als, dat is aanvullend bewijs om aan te nemen dat Jupiter, en Mars, zal het halen.

Dus elk leven zou deze transformatie kunnen overleven? Een witte dwerg zou de eerste paar miljard jaar het leven kunnen aandrijven op manen of planeten die er uiteindelijk heel dichtbij komen (ongeveer een tiende van de afstand tussen de zon en Mercurius). Daarna, er zou niet genoeg straling zijn om iets in stand te houden.

Asteroïden en witte dwergen

Hoewel het moeilijk was om planeten te vinden die om witte dwergen draaien, wat veel gemakkelijker te detecteren was, zijn asteroïden die dicht bij het oppervlak van de witte dwerg uiteenvallen. Voor exoasteroïden om zo dicht bij een witte dwerg te komen, ze moeten voldoende momentum krijgen dat ze krijgen door exoplaneten te overleven. Vandaar, Van exoasteroïden is lang aangenomen dat ze het bewijs zijn dat er ook exoplaneten zijn.

Onze ontdekking bevestigt dit eindelijk. Hoewel in het systeem dat in de paper wordt besproken, met de huidige technologie kunnen we geen exoasteroïden zien, nu kunnen we tenminste verschillende delen van de puzzel van het planetaire lot samenvoegen door het bewijsmateriaal van verschillende witte dwergsystemen samen te voegen.

Het verband tussen exoasteroïden en exoplaneten geldt ook voor ons eigen zonnestelsel. Individuele objecten in de asteroïde hoofdgordel en de Kuipergordel (een schijf in het buitenste zonnestelsel) zullen waarschijnlijk de ondergang van de zon overleven, maar sommige zullen door de zwaartekracht door een van de overlevende planeten naar het oppervlak van de witte dwerg worden verplaatst.

Toekomstige ontdekkingsvooruitzichten

De nieuwe witte dwerg-exoplaneet werd gevonden met de zogenaamde microlensing-detectiemethode. Dit kijkt naar hoe licht buigt als gevolg van een sterk zwaartekrachtveld, wat gebeurt wanneer een ster even op één lijn staat met een verder verwijderde ster, gezien vanaf de aarde.

De zwaartekracht van de voorgrondster vergroot het licht van de ster erachter. Alle planeten die rond de ster op de voorgrond draaien, zullen dit vergrote licht buigen en vervormen. zo kunnen we ze detecteren. De witte dwerg die we hebben onderzocht, bevindt zich op een kwart van de weg naar het centrum van het Melkwegstelsel, of ongeveer 6, 500 lichtjaar verwijderd van ons zonnestelsel, en de verder verwijderde ster bevindt zich in het centrum van de melkweg.

Een belangrijk kenmerk van de microlenstechniek is dat deze gevoelig is voor planeten die op de Jupiter-zonafstand om sterren draaien. De andere bekende planeten die om witte dwergen draaien, zijn gevonden met verschillende technieken die gevoelig zijn voor verschillende ster-planeetscheidingen. Twee voorbeelden hebben betrekking op planeten die de transformatie van een ster in een witte dwerg hebben overleefd en er dichter bij zijn gekomen dan voorheen. Eén werd gevonden met transitfotometrie - een methode om planeten te detecteren terwijl ze voor een witte dwerg passeren, die een dip creëert in het licht dat door de aarde wordt ontvangen - en de andere werd ontdekt door de detectie van de verdampende atmosfeer van de planeet.

Een andere detectietechniek:astrometrie, die precies de beweging van witte dwergen in de lucht meet, zal naar verwachting ook resultaten opleveren. In een paar jaar, Astrometrie van de Gaia-missie zal naar verwachting ongeveer een dozijn planeten vinden die rond witte dwergen draaien. Misschien zouden deze beter bewijs kunnen leveren over hoe het zonnestelsel precies zal sterven.

Deze verscheidenheid aan ontdekkingstechnieken belooft veel goeds voor mogelijke toekomstige detecties, die meer inzicht kunnen bieden in het lot van onze eigen planeet. Maar voor nu, de nieuw ontdekte Jupiter-achtige exoplaneet biedt de duidelijkste blik in onze toekomst.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.