Astronomen die op planeten jagen buiten ons zonnestelsel, blijven ze op de meest vreemde plaatsen vinden. Er zijn kokend hete Jupiters die hun sterren omhelzen, rotsachtige werelden zoals de Aarde die rond meerdere zonnen draaien en zelfs malafide planeten die ongebonden door de melkweg varen.
gerelateerde inhoud
- Levenloze Venus zou de sleutel tot het leven op aarde kunnen zijn
- Nieuwe Super-Earths Verdubbel het aantal levensvriendelijke werelden
Nu hebben astronomen die een vergrootglas met zwaartekracht gebruiken, een Venus-achtige planeet gevonden die rond een "mislukte ster" draait - een massieve maar ongelooflijk vage bruine dwerg. Deze zelden geziene combinatie biedt aanwijzingen voor de manier waarop planeten en manen worden gevormd, wat op zijn beurt kan helpen bij het zoeken naar bewoonbare werelden, of het nu aarde-achtige planeten zijn of levensvriendelijke manen.
"Ik zou niet zeggen dat dit iets bewijst, maar het is de eerste hint dat er een universaliteit kan zijn in hoe metgezellen worden gevormd op al deze verschillende schalen, " zegt Ohio State University Andrew Gould, een deel van het team meldde de vondst vorige maand in de Astrophysical Journal .
Sterren vormen zich wanneer de zwaartekracht koude wolken van gas en stof samenbrengt, en pasgeboren sterren worden dan omringd door draaiende schijven van overgebleven materiaal. Dichte zakken binnen deze schijven smelten samen om planeten te vormen. Evenzo wordt gedacht dat de grootste manen van Jupiter zijn gevormd uit een schijf van zogenaamd circumplanetair materiaal rond de gasreus voor zuigelingen.
Maar bruine dwergen bezetten een nis tussen sterren en planeten - ze zijn net groot genoeg om het proces van fusie te zijn begonnen, maar te klein om ermee door te gaan als grotere sterren. Intrigerend is dat de Venus-achtige wereld en zijn bruine dwerg een vergelijkbare massaverhouding hebben voor zowel Jupiter en zijn grootste manen als voor de zon en de buitenste ijzige planeten. Dit duidt erop dat al deze objecten mogelijk via een vergelijkbaar mechanisme zijn gevormd, alleen op verschillende schalen.
"Als dit object op dezelfde manier werd gevormd als de manen van Jupiter, betekent dit dat het proces van het vormen van manen uit een circumplanetaire schijf zoals de Galileese satellieten universeel is", zegt David Kipping van Columbia University.
In dit geval staat de pas ontdekte exo-Venus als een brug tussen planeten en manen. Als de bruine dwerggastheer net iets kleiner was, zou de ster echt als een planeet worden beschouwd en zou het nieuwe lichaam als een exomoon worden beschreven.
Volgens Kipping legt het nieuwe systeem een bovengrens op hoe groot een maan kan worden in vergelijking met het object waar hij om draait. Hoewel grote lichamen kunnen worden gevangen, zou een planeet ter grootte van Jupiter niet genoeg zwaartekracht hebben om een wereld ter grootte van een aarde in zijn circumplanetaire schijf te spawnen. Het bouwen van een maan ter grootte van een aarde of Venus vereist in plaats daarvan een gastheer zo massief als een bruine dwerg, zegt hij.
Het uitzoeken van dergelijke grenzen is belangrijk, omdat exomoons van groot belang zijn voor astronomen die op zoek zijn naar bewoonbare werelden. Hoewel de grote manen van ons zonnestelsel te ver van de zon liggen om water op hun oppervlak te houden, zijn ze enkele van de meest veelbelovende plaatsen om naar buitenaards leven te zoeken, zoals velen opscheppen onder de oceanen.
En astronomen denken dat grote exomoons in een baan rond verre gasreuzen oppervlaktewater kunnen hosten als ze dicht genoeg bij hun sterren draaien. Hoewel er nog geen exomoons zijn ontdekt, zoeken instrumenten zoals de Kepler-telescoop van NASA er gretig naar.
Dus zou deze Venusachtige planeet het leven kunnen herbergen? Waarschijnlijk niet, zegt Gould. Zonder fusiegedreven hitte in hun kernen, zijn bruine dwergen ongelooflijk zwak, en deze planeet is waarschijnlijk te ver van zijn ster verwijderd om warm genoeg te zijn voor bewoonbaarheid. Helaas biedt de methode die wordt gebruikt om de donkere planeet rond een vage ster te vinden, uitdagingen voor verder onderzoek.
Om de Venus-achtige planeet te vinden, gebruikten wetenschappers een planeet-jachttechniek bekend als microlensing, die afhankelijk is van licht van een ster achter de bruine dwerg. Terwijl de achtergrondster schijnt, buigt de zwaartekracht van de bruine dwerg en vergroot zijn licht zodanig dat wetenschappers niet alleen de extreem vage ster, maar ook zijn planeet kunnen identificeren.
Microlensing is een verkleinde versie van hetzelfde effect, gravitatielensing, die het licht van verre sterrenstelsels buigt en vergroot. Hier bespioneert Hubble een rood sterrenstelsel dat het licht van een blauw achtergrondstelsel vervormt. (ESA / Hubble & NASA) "Het is buitengewoon moeilijk - hoewel waarschijnlijk niet onmogelijk - om planeten rond bruine dwergen te zien met elke techniek behalve microlensing, " zegt Gould. "In het geval van een bruine dwerg kan [microlensing], hoewel deze weinig of geen licht uitzendt, zijn aanwezigheid nog steeds verraden."
Maar omdat microlensing afhankelijk is van de precieze opstelling van het systeem met een achtergrondster, kunnen onderzoekers deze werelden niet gemakkelijk opnieuw bestuderen, dus kunnen ze geen attributen bepalen zoals de atmosfeer van de planeet, die zou helpen de bewoonbaarheid ervan te karakteriseren.
De grootste uitdaging bij microlensing is volgens Gould het uittrekken van belangrijke details. Het signaal verpakt alle informatie over de massa, afstand en snelheid van de doelster (en eventuele ronddraaiende werelden) in vergelijking met de achtergrondster. Maar astronomen hebben vaak niet genoeg gegevens om ze uit elkaar te halen - net zoals wanneer ik je de vierkante meters van mijn huis zou geven en je zou vertellen de lengte, breedte en het aantal verdiepingen te bepalen.
Binaire systemen, waarbij twee sterren in een onderlinge baan zijn opgesloten, bevatten bijna altijd een extra stukje informatie dat astronomen helpt de massa te krijgen van planeten die in een baan om de aarde draaien. Bovendien ligt dit nieuwe systeem ongeveer tien keer dichter bij de aarde dan de meeste eerder bekende systemen met microlens, waardoor variaties in zijn signaal - en uiteindelijk de massa van de planeet - gemakkelijker te verwijderen zijn.
Op basis van statistisch bewijs zegt Gould dat rotsachtige planeten rond stellaire paren met een lage massa zoals deze waarschijnlijk vrij gewoon zijn, genoeg zodat elke ster in een soortgelijk systeem een aardse wereld kan bogen. Een klein deel van degenen die in de toekomst worden gevonden, is misschien wel warm genoeg om vloeibaar water op hun oppervlak te houden, en naarmate microlensing-enquêtes verbeteren en inspanningen vanuit de ruimte voortduren, zouden meer van deze werelden moeten worden geïdentificeerd.
"We denken dat we eigenlijk alleen maar de oppervlakte van wat microlensing ons kan vertellen over systemen waar mensen op dit moment niet eens aan denken, ", zegt Gould. "We kijken in de toekomst uit naar meer microlensing-detecties."
