Terwijl sterren zoals onze zon het einde van hun leven bereiken, beginnen ze aan een transformatieve reis die een aanzienlijke impact heeft op de planeten die om hen heen draaien. Nieuw onderzoek, waarbij gebruik wordt gemaakt van gegevens van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), levert overtuigend bewijs dat deze verouderende sterren actief planeten vernietigen die zich dichtbij hen bevinden, een fenomeen dat eerder werd getheoretiseerd maar nu direct wordt waargenomen.
De evolutie van sterren en hun planeten
Sterren brengen het grootste deel van hun bestaan door in een stabiele fase die bekend staat als de ‘hoofdreeks’, waarbij waterstof in hun kernen tot helium wordt gesmolten. Maar zodra een ster zijn waterstofbrandstof heeft uitgeput, begint hij te evolueren. Voor sterren die qua massa vergelijkbaar zijn met onze zon, houdt deze overgang in dat ze uitdijen tot een rode reus, een fase die wordt gekenmerkt door een aanzienlijke toename in omvang en afkoeling van het oppervlak. Deze uitbreiding vormt een ernstige bedreiging voor planeten in nauwe banen, omdat ze mogelijk worden overspoeld door het groeiende sterrenomhulsel.
Een zoektocht naar verdwijnende planeten
Astronomen Edward Bryant en Vincent Van Eylen concentreerden zich op 456.941 sterren die onlangs de post-hoofdreeksfase zijn binnengegaan. Ze gebruikten een computeralgoritme om deze sterren te analyseren op subtiele helderheidsdalingen, die erop wijzen dat een planeet voor de ster langs beweegt – een techniek die bekend staat als de transitmethode. De onderzoekers richtten zich specifiek op gigantische planeten met korte omlooptijden, planeten die een baan in 12 dagen of minder voltooien.
Hun analyse onthulde het bestaan van 130 planeten en planeetkandidaten die rond deze sterren draaien, waaronder 33 voorheen onbekende. Belangrijk is dat ze ontdekten dat deze dichtbijgelegen reuzenplaneten veel minder vaak voorkomen rond sterren die aanzienlijk waren uitgezet en afgekoeld tot rode reuzen, wat erop wijst dat er vele al zijn vernietigd.
De verwoestende kracht van getijdeninteracties
De vernietiging van deze planeten is waarschijnlijk te wijten aan een “zwaartekrachtoorlog” die bekend staat als getijdeninteractie. Naarmate een ster evolueert en uitdijt, wordt de zwaartekracht die wordt uitgeoefend door een nabije planeet sterker. Net zoals de maan de getijden van de aarde beïnvloedt trekt de zwaartekracht van de planeet aan de ster, terwijl de ster tegelijkertijd aan de planeet trekt. Dit wederzijdse trekken vertraagt de baan van de planeet en zorgt ervoor dat deze naar binnen in de richting van de ster draait. Uiteindelijk valt de planeet uiteen of valt rechtstreeks in de ster.
“Dit is een sterk bewijs dat sterren die zich buiten hun hoofdreeks ontwikkelen, er snel voor kunnen zorgen dat planeten er in een spiraal terechtkomen en vernietigd worden”, zegt dr. Bryant, astronoom aan het University College London en de University of Warwick. De onderzoekers waren verrast door de efficiëntie waarmee deze sterren hun nabije planeten lijken te consumeren.
Implicaties voor ons eigen zonnestelsel
De bevindingen hebben bredere implicaties voor ons eigen zonnestelsel. Over ongeveer vijf miljard jaar zal onze zon ook evolueren naar een rode reus. Dit onderzoek suggereert dat het lot van de binnenplaneten – inclusief de aarde – verre van zeker is.
“De aarde is zeker veiliger dan de reuzenplaneten in ons onderzoek, die veel dichter bij hun ster staan”, legt dr. Van Eylen uit. De astronomen waarschuwen echter dat hun studie alleen de beginfase van de rode reuzenfase onderzocht, die slechts één tot twee miljoen jaar duurde. De zon heeft “nog veel meer evolutie te gaan.” Hoewel de aarde zelf de rode reuzenfase van de zon zou kunnen overleven, zouden de omstandigheden op aarde waarschijnlijk ongeschikt zijn voor leven.
Het onderzoek, gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, biedt een cruciaal inzicht in de dynamische relatie tussen verouderende sterren en hun planeten, en onderstreept het precaire bestaan van planeten die zich dicht bij evoluerende sterren bevinden.
