De allereerste exoplaneten ooit werden 30 jaar geleden ontdekt rond een snel roterende ster, een pulsar genaamd. Nu hebben astronomen onthuld dat deze planeten ongelooflijk zeldzaam kunnen zijn. Het nieuwe werk wordt morgen (dinsdag 12 juli) gepresenteerd op de National Astronomy Meeting (NAM 2022) door Iuliana Nițu, een Ph.D. student aan de Universiteit van Manchester.

De processen die ervoor zorgen dat planeten rond pulsars worden gevormd en overleven, zijn momenteel onbekend. Een onderzoek van 800 pulsars gevolgd door de Jodrell Bank Observatory in de afgelopen 50 jaar heeft onthuld dat dit eerste ontdekte exoplaneetsysteem buitengewoon ongewoon kan zijn:minder dan 0,5% van alle bekende pulsars zou aardse planeten kunnen bevatten.

Pulsars zijn een soort neutronenster, de dichtste sterren in het universum, geboren tijdens krachtige explosies aan het einde van het leven van een typische ster. Ze zijn uitzonderlijk stabiel, draaien snel en hebben ongelooflijk sterke magnetische velden. Pulsars zenden stralen van heldere radiostraling uit vanaf hun magnetische polen die lijken te pulseren als de ster draait.

"[Pulsars] produceren signalen die de aarde overspoelen elke keer dat ze draaien, net als een kosmische vuurtoren", zegt Nițu. "Deze signalen kunnen vervolgens worden opgepikt door radiotelescopen en worden omgezet in een heleboel verbazingwekkende wetenschap."

In 1992 werden de eerste exoplaneten ooit ontdekt in een baan rond een pulsar genaamd PSR B1257+12. Het is nu bekend dat het planetenstelsel ten minste drie planeten herbergt die qua massa vergelijkbaar zijn met de rotsachtige planeten in ons zonnestelsel. Sindsdien zijn er een handvol pulsars gevonden die planeten herbergen. De extreem gewelddadige omstandigheden rond de geboorte en het leven van pulsars maken 'normale' planeetvorming echter onwaarschijnlijk, en veel van deze gedetecteerde planeten zijn exotische objecten (zoals planeten die grotendeels van diamant zijn gemaakt) in tegenstelling tot de planeten die we in ons zonnestelsel kennen.

Een team van astronomen van de Universiteit van Manchester heeft de grootste zoektocht naar planeten in een baan om pulsars tot nu toe uitgevoerd. Het team zocht met name naar signalen die wijzen op de aanwezigheid van planetaire metgezellen met massa's tot 100 keer die van de aarde, en omlooptijden tussen 20 dagen en 17 jaar. Van de 10 mogelijke detecties is de meest veelbelovende het systeem PSR J2007+3120 met de mogelijkheid om ten minste twee planeten te herbergen, met massa's die een paar keer groter zijn dan de aarde, en omlooptijden van 1,9 en ~3,6 jaar.

De resultaten van het werk duiden niet op een vooroordeel voor bepaalde planeetmassa's of baanperioden in pulsarsystemen. De resultaten geven echter wel informatie over de vorm van de banen van deze planeten:in tegenstelling tot de bijna cirkelvormige banen in ons zonnestelsel, zouden deze planeten om hun sterren draaien op zeer elliptische banen. Dit geeft aan dat het vormingsproces voor pulsar-planeetsystemen enorm verschilt van traditionele ster-planeetsystemen.

Nițu bespreekt de motivatie van haar onderzoek en zegt:"Pulsars zijn ongelooflijk interessante en exotische objecten. Precies 30 jaar geleden werden de eerste extra-solaire planeten ontdekt rond een pulsar, maar we moeten nog begrijpen hoe deze planeten zich kunnen vormen en overleven in zulke extreme omstandigheden. Uitzoeken hoe vaak deze voorkomen en hoe ze eruit zien, is een cruciale stap in die richting." + Verder verkennen

Astronomen scannen 800 pulsars om te zien of ze planeten hebben