15 december 2017

Zwerfplaneten doen grens tussen ster en planeet compleet vervagen

discovery picture of PSO J318.5-22

Astronomen hebben twee planeten ontdekt die zonder moederster door de Melkweg zwerven. De eerste zwerfplaneet staat relatief dichtbij, waardoor we de planeet gemakkelijk kunnen bestuderen. Aangezien de planeet niet verloren gaat in het licht van een moederster, hopen sterrenkundigen veel te kunnen leren van het object. Het tweede object is een pasgeboren zwerfplaneet, die omgeven wordt door een schijf van materiaal. Dat betekent dat objecten met een planetaire massa op dezelfde wijze kunnen ontstaan als sterren.

Het eerste object gaat door het leven als PSO J318.5-22 en staat op een afstand van 80 lichtjaar. Het object is slechts 12 miljoen jaar oud en weegt zo’n zes Jupitermassa’s. Inmiddels zijn zo’n 1000 exoplaneten bekend, waarvan de meeste op indirecte wijze ontdekt zijn. Inmiddels zijn slechts een handvol planeten direct gefotografeerd, en die draaien allemaal rondom sterren die jonger zijn dan 200 miljoen jaar. Het blijkt dat PSO J318.5-22 qua massa, kleur en energieproductie erg doet denken aan deze direct gefotografeerde gasplaneten. Omdat PSO J318.5-22 niet verloren gaat in de gloed van een ster, en relatief dichtbij staat, levert deze zwerfplaneet ons een unieke kijk in de inwendige processen van een jonge gasplaneet.

PSO J318.5-22

Artistieke impressie van PSO J318.5-22

Een groot raadsel bij zwerfplaneten is hun manier van ontstaan. Ongetwijfeld zal een groot deel ervan oorspronkelijk rondom een ster ontstaan zijn en later zijn uitgestoten als gevolg van zwaartekrachtinteracties met andere planeten. Is het echter mogelijk dat planeten ook rechtstreeks kunnen ontstaan? Een andere zwerfplaneet, OTS44, heeft antwoord gegeven op deze vraag. Dit object is slechts 2 miljoen jaar oud, waarmee het een pasgeboren baby is. De massa van het object is zo’n 10 Jupitermassa’s en de afstand bedraagt 500 lichtjaar.

Het blijkt dat OTS44, net als een pasgeboren ster, omgeven wordt door een gas- en stofschijf. Daarnaast blijkt dat OTS44 nog altijd veel materiaal van deze schijf aan het opslokken is. Dat betekent dat de massa van het object nog altijd aan het toenemen is. De combinatie van een omvangrijke schijf en invallend materiaal (accretie) laat zien dat de geboorte van OTS44 weinig verschilt van de geboorte van een normale ster.

OTS44

Artistieke impressie van OTS 44 en z’n accretieschijf.

Dit alles betekent dat de grens tussen “ster” en “planeet” volkomen aan het vervagen is. Vroeger was het allemaal simpel: een ster is een stralende kernfusiereactor, terwijl een planeet een veel kleiner object is dat sterlicht weerkaatst. Toen de eerste bruine dwergen ontdekt werden, is de grens beginnen te vervagen. Bruine dwergen zijn objecten die te klein zijn om aan waterstoffusie te doen, maar massief genoeg zijn om aan deuteriumfusie te doen. Hierdoor stralen ze een klein beetje, maar hebben ze bijvoorbeeld ook wolken en “weer”. Bruine dwergen vormen dan ook een tussencategorie tussen “sterren” en “planeten”.

Nu is gebleken dat ook de grens tussen “bruine dwerg” en “planeet” bijzonder vaag is. Blijft er wel een vraagstuk over: hoe noem je een planeet die op dezelfde wijze is ontstaan als een ster (of een bruine dwerg)? Wel, hiervoor zijn twee termen beschikbaar: planetary mass object (planemo) en sub-bruine dwerg. Planeten die ontstaan zijn bij een ster, maar later zijn weggeslingerd, worden dan orphaned planets (weesplaneten) genoemd. Helaas is het vrijwel onmogelijk om achteraf te bepalen hoe een zwerfplaneet precies ontstaan is, tenzij ze zeer jong zijn (zoals in het geval van OTS44).

Bron: Max Planck Gesellschaft

Laat wat van je horen

*