De James Webb Space Telescope (JWST) heeft zijn bekwaamheid al bewezen door in het verleden te turen door objecten op enorme afstanden in beeld te brengen, maar een nieuwe doorbraak heeft er misschien voor gezorgd dat het krachtige instrument bijna als een wetenschappelijke kristallen bol werkte en in de verre toekomst van de aarde staarde. Zonnestelsel.
De James Webb-ruimtetelescoop deed zijn voorspelling toen hij een zeldzame mogelijke directe oriëntatie identificeerde van twee extrasolaire planeten, of ‘exoplaneten’, die rond twee verschillende dode sterren draaien, of ‘witte dwergen’.
Niet alleen lijken de planeten sterk op de gasreuzen Jupiter en Saturnus van het zonnestelsel, maar witte dwergen dienen ook als tegenhanger van het lot van de zon. Wanneer de zon zelf in een witte dwerg verandert, zal de verandering waarschijnlijk de binnenplaneten van het zonnestelsel vernietigen – helemaal tot aan Jupiter.
‘Er zijn maar heel weinig planeten ontdekt rond witte dwergsterren. Het bijzondere aan deze twee kandidaat-planeten is dat ze qua temperatuur, leeftijd, massa en baanafstand meer lijken op planeten in ons buitenste zonnestelsel dan alle eerder ontdekte planeten. “Zei Susan Mulally, hoofdauteur van het artikel, dat nog niet door vakgenoten is beoordeeld, en astronoom bij het Space Telescope Science Institute, tegen Space.com. “Dit biedt onze eerste kans om te zien hoe het planetenstelsel eruit ziet nadat de ster is gestorven.”
Verwant: Deze ‘geblokkeerde’ exoplaneet is te zwaar in verhouding tot zijn ster
Een momentopname van onze toekomst
De kandidaatplaneten werden rechtstreeks waargenomen door JWST's midden-infraroodinstrument (MIRI) terwijl ze in een baan om de witte dwergen WD 1202-232 en WD 2105-82 draaiden. Eén van de kandidaat-exoplaneten bevindt zich op een afstand van zijn witte dwerggastheer, ongeveer 11,5 keer de afstand tussen de aarde en de zon. De andere kandidaat bevindt zich verder weg van zijn dode moederster, ongeveer 34,5 maal de afstand tussen onze planeet en onze ster.
De massa's van de planeten zijn momenteel onzeker, waarbij Mulally en collega's schatten dat ze tussen de 1 en 7 keer de massa van Jupiter, de zwaarste planeet in het zonnestelsel, bedragen.
Wanneer de zon haar voorraad brandstof voor de kernfusie die over ongeveer vijf miljard jaar in haar kern zal plaatsvinden, zal opblazen, zal zij opzwellen als een rode reus. Kernfusie zal echter in de buitenste lagen doorgaan. Dit zou ervoor zorgen dat die buitenste lagen van onze ster Mars bereiken en Mercurius, Venus, de Aarde en misschien wel de Rode Planeet zelf overspoelen. Uiteindelijk zullen deze buitenste lagen afkoelen, waardoor een brandende sterkern overblijft, die nu een witte dwerg is, omringd door een planetaire nevel van uitgeput stellair materiaal.
Ontdekkingen van exoplaneten geven echter aan wat er zou kunnen gebeuren met planeten buiten Mars, de gasreus Jupiter en Saturnus, als de zon sterft.
‘Er wordt verwacht dat onze zon over vijf miljard jaar zal veranderen in een witte dwergster’, zegt Mulally. “We verwachten dat de planeten na de dood van de ster naar buiten zullen afdrijven, in bredere banen. Dus als je de klok terugdraait op deze kandidaat-planeten, zou je verwachten dat ze baanscheidingen hebben die vergelijkbaar zijn met die van Jupiter en Saturnus.”
“Als we deze planeten kunnen bevestigen, levert dat direct bewijs op dat planeten als Jupiter en Saturnus de dood van hun gastster kunnen overleven.”
Bovendien zijn de witte dwergen die de kern vormen van deze ontdekking vervuild door elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium, die astronomen 'metalen' noemen. Dit zou erop kunnen wijzen wat er zal gebeuren met objecten in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter na de dood van de zon.
“Wij denken dat gigantische planeten metaalvervuiling veroorzaken door kometen en asteroïden naar het oppervlak van sterren te duwen”, legt Mulally uit. “De aanwezigheid van deze planeten versterkt het verband tussen metaalvervuiling en planeten. Aangezien 25% tot 50% van de witte dwergen dit soort vervuiling vertonen, betekent dit dat gigantische planeten veel voorkomen rond witte dwergsterren.”
Als zodanig kunnen alle asteroïden die de dood van de zon overleven, door Jupiter en Saturnus tot aan hun lijk worden bekogeld.
Deze dubbele ontdekking is indrukwekkender dan wat zij voorspelt voor de toekomst van ons planetenstelsel, en vertegenwoordigt eenvoudigweg een zeldzame wetenschappelijke prestatie.
Een zeldzame directe detectie van exoplaneten
Sinds de ontdekking van de eerste exoplaneten halverwege de jaren negentig hebben astronomen ongeveer 5.000 werelden ontdekt die rond sterren buiten het zonnestelsel draaien. Volgens de Planetaire MaatschappijSinds april 2020 zijn er slechts 50 van deze exoplaneten ontdekt door directe beeldvorming.
Dit komt omdat al het licht van een planeet op zulke grote afstanden meestal wordt overstemd door het intense licht van de moederster van die planeet, waardoor het spotten van een directe exoplaneet lijkt op het zien van een vuurvlieg die op een verlichte vuurtorenlamp zit.
Als gevolg hiervan worden exoplaneten meestal gezien door het effect dat ze hebben op het licht van hun ster, hetzij door een daling van de lichtopbrengst te veroorzaken terwijl ze door de ster 'kruisen', of door een 'zwaai' die ontstaat tijdens het bewegen. De planeet trekt zwaartekracht aan de ster.
“We hebben deze twee exoplaneten rechtstreeks in beeld gebracht, wat betekent dat we hun beeld hebben vastgelegd en het licht hebben gezien dat door de planeet zelf wordt geproduceerd”, zegt Mulally. ‘De meeste ontdekte exoplaneten zijn gevonden met behulp van de transitmethode of door de beweging van de ster te meten. Deze indirecte methoden hebben de neiging planeten te bevoordelen die veel dichter bij de ster staan. Directe beeldvorming is beter in het vinden van planeten die verder van de ster verwijderd zijn, met grotere baanafstanden. “
Ze legde uit dat door deze planeten rechtstreeks te observeren, de James Webb-ruimtetelescoop de mogelijkheid opende om deze werelden verder te bestuderen. Wetenschappers kunnen nu beginnen met het bestuderen van zaken als de samenstelling van de atmosfeer van planeten en direct hun massa en temperatuur meten.
Mulally voegde eraan toe dat niet alles wat zij en haar team over deze exoplaneten ontdekten, verwacht werd, en dat deze eigenaardigheden de manier zouden kunnen veranderen waarop astronomen over dit soort exoplaneten in het algemeen denken.
Als alternatief kunnen de exotische kenmerken van de doelwerelden verleidelijke hints bieden in de richting van langverwachte exomanen.
‘Als dit planeten zijn, zijn ze verrassend genoeg niet zo rood in het midden-infrarood als we zouden verwachten. De hoeveelheid licht die door de James Webb-ruimtetelescoop wordt verzameld bij 5 en 7 micron is veel helderder dan we zouden verwachten voor beide exoplaneetkandidaten, gegeven de gegeven omstandigheden. hun eigendommen.” Leeftijd en helderheid variëren van 15 micron,” concludeerde Mullally. “Dit kan ons begrip van de fysica en chemie van exoplanetaire atmosferen op de proef stellen.
“Of misschien betekent het dat er een andere lichtbron is, zoals een hete maan die rond de planeet draait.”
Het onderzoek van het team is als preprint beschikbaar op de Research Repository-website arXiv.
“Social media fanaat. Fanatieke bacon fanaat. Wannabe popcultuur fan. Communicator. Gecertificeerd schrijver.”
More Stories
De merkwaardige asteroïde Salam, opgemerkt door NASA's Lucy-ruimtevaartuig, is een kosmische baby
De Japanse “Moon Sniper” brengt beelden terug na de derde lange maannacht
De oude Hubble-ruimtetelescoop komt na een storing weer tot leven