Planeten zorgden voor lithiumtekort van de zon en van andere sterren

Sterren zonder planeten bevatten veel meer van het lichte metaal lithium dan sterren met planeten. Dat blijkt uit een onderzoek naar de eigenschappen van 450 sterren waarvan er 70 een of meer reuzenplaneten bezitten (Nature, 12 november). Deze ontdekking verklaart niet alleen waarom ook de atmosfeer van onze zon zo weinig lithium bevat, maar levert astronomen tevens een efficiënte methode om naar planeten bij sterren te zoeken. Zij kunnen zich het beste concentreren op sterren waarvan het spectrum op heel weinig lithium wijst.

Astronomen ontdekten al zo’n zestig jaar geleden dat het lithiumgehalte van de zon lager is dan dat van andere sterren van hetzelfde type. In feite is het lithiumgehalte 140 maal zo gering als de waarde die de zon tijdens zijn ontstaan zo’n 4,5 miljard jaar geleden, moet hebben gehad. Lithium is een element dat, evenals waterstof, helium en deuterium, al in de eerste minuten na het ontstaan van het heelal, bijna 14 miljard jaar geleden, werd gevormd. Daarom zouden de meeste sterren die daarna in dit oermateriaal zijn ontstaan ongeveer dezelfde hoeveelheid lithium moeten hebben meegekregen.

Nu is bekend dat dit lichte element in het inwendige van sterren onder invloed van de kernfusiereacties die daar plaatsvinden kan ‘verbranden’ en dus langzaam verdwijnen. Maar bij sterren als de zon kan het lithium dat zich in de buitenste laag bevindt nooit – als gevolg van convectiestromingen in het inwendige – op voldoende diepte geraken om te verbranden. Toch heeft het recente onderzoek, verricht op de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili, nu aangetoond dat er in zonachtige sterren met planeten wél lithium kan verdwijnen.

Garik Israelian en zijn collega’s suggereren dat de aanwezigheid van planeten de aswenteling van een ster tijdens zijn jeugd op een zodanige wijze zou kunnen beïnvloeden dat de diepte van de convectiestromingen er door worden versterkt. Daardoor zou er een betere menging in het sterlichaam kunnen optreden en zou het lithium toch naar voldoende hete gebieden kunnen afdalen om te worden verbrand. En misschien waren niet de planeten zelf hiervoor verantwoordelijk, maar was dat de schijf van oermateriaal waaruit de planeten ontstonden.

George Beekman