‘Ontvelde’ planeet cirkelt in twee uur om witte dwerg

Astronomie Rondom een uitgeputte zonachtige ster vermoeden astronomen een planeet die korst en mantel is kwijtgeraakt.

Het kleine object dat je eigenlijk geen planeet kunt noemen in een baan rondom de witte dwerg.
Het kleine object dat je eigenlijk geen planeet kunt noemen in een baan rondom de witte dwerg. Foto University of Warwick/Mark Garlick

Rond een ster die eigenlijk geen echte ster meer is, beweegt een klein object dat je eigenlijk geen planeet kunt noemen. Het gaat om een ‘planetoïde’ met afmetingen van hooguit enkele honderden kilometers. Mogelijk gaat het om het restant van een planeet. Hij verraadt zijn bestaan door periodieke variaties te veroorzaken in het lichtspectrum van zijn ‘moederster’.

De ster waar de planetoïde omheen draait – SDSS J1228+1040 – is een zogeheten witte dwerg op een afstand van 410 lichtjaar. Een witte dwerg ontstaat wanneer een uitgeputte zonachtige ster zijn buitenste lagen afstoot, waardoor alleen de compacte, geleidelijk afkoelende kern van de ster achterblijft. Witte dwergen zijn niet veel groter dan de aarde.

Schijf van puin

Uit waarnemingen blijkt dat sommige witte dwergen zijn omgeven door een schijf van ‘puin’ dat afkomstig moet zijn van uiteengevallen rotsachtige objecten. Ook SDSS J1228+1040 heeft zo’n schijf, die waarschijnlijk bestaat uit gas en vast materiaal van planeten die oorspronkelijk om de ster hebben gecirkeld.

Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlanders Silvia Toonen en Simon Portegies Zwart, heeft het lichtspectrum van de witte dwerg nauwkeurig onderzocht. Daarbij is ontdekt dat licht afkomstig van calciumgas in diens puinschijf regelmatige variaties vertoont. Ze publiceerden hun resultaten donderdag in het tijdschrift Science.

De subtiele variaties worden waarschijnlijk veroorzaakt door een klein hemellichaam dat een lang spoor van gas achterlaat, zo laat een analyse zien. Dit gas kan afkomstig zijn van het object zelf, maar ook van verdampend stof dat vrijkomt bij botsingen met kleiner puin.

Het kleine hemellichaam draait in iets meer dan twee uur om het sterk gekrompen restant van zijn moederster. Hun onderlinge afstand bedraagt slechts ongeveer 500.000 kilometer – iets meer dan de afstand aarde-maan. Door deze geringe afstand ondervindt het object enorme getijdenkrachten.

De nodige stevigheid

Om deze krachten gedurende langere tijd te kunnen doorstaan – lopende het onderzoek heeft het object ongeveer 4.400 rondjes om zijn ster gemaakt – moet het hemellichaam de nodige stevigheid bezitten. Afhankelijk van zijn dichtheid zouden zijn afmetingen ergens tussen de 4 en 600 kilometer kunnen liggen.

Gezien zijn geringe afmetingen kun je dus niet echt van een planeet spreken. Qua grootte lijkt het object nog het meest op de planetoïden in ons zonnestelsel, al zouden die niet bestand zijn tegen deze sterke krachten.

Het team astronomen oppert in hun publicatie de mogelijkheid dat de planetoïde die om SDSS J1228+1040 draait de ijzerkern van een groter hemellichaam is. Deze planeet zou onder invloed van de getijdenkrachten van de witte dwerg zijn minst stevige onderdelen – korst en mantel – zijn kwijtgeraakt. Uit het daarbij vrijgekomen materiaal zou vervolgens de puinschijf rond de witte dwerg zijn ontstaan. Naar verwachting zal dit materiaal – inclusief de merkwaardige planetoïde – uiteindelijk op de nagloeiende ster neerstorten.