Aardes in overloed in het heelal

De chemische vingerafdruk van een uitgebrande ster duidt aan dat Aardse planeten meer in het universum aanwezig zijn dan we denken en de afdruk zou aanwijzingen kunnen geven over de toekomst van ons zonnestelsel nadat de zon over een paar miljard jaar ontploft en er een witte dwerg voor in de plaats komt. Astronomen van de Universiteit van Californië rapporteren dat de witte dwergster GD 362, die is omringd door stoffige ringen die lijken op die van planeet Saturnus, is vervuild door een asteroide die een lange tijd geleden in de atmosfeer van de ster chemische elementen achterliet. Zo’n waarneming is ongekend in de astronomie. Heeft er een gewelddadige wisselwerking tussen de ster en de asteroide plaatsgevonden?

De desbetreffende witte dwerg, die momenteel wordt onderzocht door het W.M. Keck Observatory in Hawaii, bevindt zich in het sterrenbeeld Hercules op een afstand van 150 lichtjaar van onze planeet. De astronomen van de UCLA denken dat de asteroide miljarden jaren deel uitmaakte van een oud planetaire stelsel rond de ster en vervolgens is aangetrokken door de zwaartekracht van de moederster. Een ster ter grootte van de aarde maar met een buitengewone dichtheid is het uiteindelijke resultaat van een ster zoals de zon.

“Door het sterke zwaartekrachtsveld van de moederster brak de asteroide op een gegeven moment in een ontelbaar aantal stukjes en vervuilde toen de atmosfeer van de ster GD 362,” Benjamin Zuckerman, professor van fysica en astronomie op de UCLA en tevens leider van het team dat onderzoek deed naar de witte dwergster. De astronomen claimen dat de spectroscopische waarnemingen die zij hebben gedaan de eerste gedetailleerde beoordeling van de essentiële compositie van een voorwerp in een planetair stelsel buiten ons zonnestelsel zijn. De overvloed van de elementen in de atmosfeer van de witte dwerg komt grotendeels over met de elementen op de aarde en onze natuurlijke satelliet, de maan.

“Wat we hier hebben is een compositie van de witte dwergster die tamelijk overeenkomt met die van de binnenste planeten van ons zonnestelsel,” zei Michael Jura, professor op de Universiteit van Californië. “Zijn er andere planete zoals de aarde in andere planetaire stelsels? De chemische vingerafdruk van deze witte dwerg is een beduidend voorschot in te demonstreren dat de compositie van de aarde niet uniek is en dat het materiaal voor het vormen van een planeet zoals de aarde overal te vinden is in het universum. De asteroide die versnipperd wordt is namelijk erg rijk aan ijzer en bestaat voornamelijk uit calcium. Diep in de asteroide heeft waarschijnlijk ook veel koolstof gezeten.”

Zuckerman zei dat het onderzoeksresultaat de mogelijkheid dat twee botsende planeten de ring van puin rond de witte dwergster GD 362 hebben gevormd niet uitsluit. “Zoiets dramatisch en geweldadigs is vermoedelijk gebeurd,” zei hij. “Wat ervoor zorgde dat de baan van de asteroide ineens veranderde was naar alle waarschijnlijkheid een grote planeet.”

Ons eigen planetair stelsel lijkt stabiel, zei Zuckerman, maar over miljard van jaren, wanneer de zon zijn massa begint te verliezen en onze ster begint op te zwellen zullen verschillende planeten opgeslokt en vernietigd worden. Maar de andere objecten, vermoedelijk inclusief de Aarde en de asteroïdegordel tussen Mars en Jupiter, zullen naar alle waarschijnlijkheid als het ware ‘weggeduwd’ worden.

Een andere onderzoeker, Brad Hansen, zei dat in ons zonnestelsel hemellichamen die rijk zijn aan ijzer dichter bij de zon worden gevormd dan de planeten en manen die rijk zijn aan koolstof en ijs en die in de verdergelegen regionen in ons zonnestelsel aanwezig zijn. Dit onderzoek vertelt ons iets over de oorsprong van de asteroïde, zijn temperatuur en zijn samenstelling, die veel overeenkomsten toont met de samenstelling van de aarde.

Het team ontdekte tevens 17 elementen in de atmosfeer van de witte dwerg die vermoedelijk van een grotere asteroïde afkomstig zijn; de asteroïde is eenmaal een deel van een groter hemellichaam, een object dat misschien gelijkaardig is aan een planeet zoals Mercurius, Venus of de aarde. Veel elementen zijn nog niet eerder gedetecteerd in de atmosferen van witte dwergsterren, inclusief de elementen strontium en scandium.

Het gravitatieveld van de witte dwerg is zo sterk dat alle elementen die zwaarder zijn dan de lichtste onderdelen – waterstof en helium – meteen verdwijnen in het inwendige van de witte dwergster. De asteroïde die dit heeft veroorzaakt heeft brak meer dan 100.000 jaren geleden af.