gov-civil-vilareal.ptKan een planeet groter zijn dan zijn ster?
>Ik krijg vragen.
Na het plaatsen van een artikel hier op de blog over een extreem lage dichtheid 'superpuff' planeet, kreeg ik een interessante vraag op Twitter :
hoe de yeti campus-app te gebruiken
['Hebben we ooit een exoplaneet gevonden die groter was dan zijn gastheerster? Is dat mogelijk?']
Mijn eerste reactie was: 'Ja! Nogal.' En toen dacht ik er wat meer over na, en realiseerde me dat het antwoord eigenlijk is: 'Ja! Maar als je een ster als de zon bedoelt, is dat onwaarschijnlijk.'
Het zou een beetje veel zijn voor Twitter om het uit te leggen, maar ik heb toevallig een blog! Dus hier is meer over.
Die eerste reactie van nogal was te wijten aan het denken over een witte dwerg . Dit is het overblijfsel van een ster die ooit op de zon leek, maar stierf, waarbij hij zijn buitenste lagen afschudde en alleen de kern achterliet. Die kern - de witte dwerg - is slechts ongeveer zo groot als de aarde. Als de ster planeten had die groter waren dan de aarde voordat hij stierf, het is mogelijk dat sommigen zullen overleven , en je krijgt een planeet groter dan zijn ster. In feite hebben we een systeem als dit gezien, dus ja, het kan gebeuren, en we zijn klaar. Makkelijk.
Kunstwerk van de witte dwerg WD 1856 en zijn massieve planeet, veel groter dan de ster zelf. Credit: NASA/JPL-Caltech/NASA's Goddard Space Flight Center
Behalve dat een witte dwerg geen ster is zoals de zon , niet meer. Dus misschien telt dat niet. Dat brengt me bij mijn tweede reactie, waar een planeet groter is dan zijn ster voor een ster als de zon.
Wat is het verschil? Een witte dwerg is dood, wekt geen energie meer op, maar zit daar maar wordt koeler. De zon is nog steeds bezig waterstof in zijn kern op een mooie, stabiele manier te fuseren tot helium , zoals het al meer dan vier miljard jaar gaat en nog ongeveer 6 of 7 miljard jaar zal duren. Sterren zoals deze worden genoemd hoofdreeks sterren , om historische redenen (daar kunt u meer over te weten komen) in mijn Crash Course Astronomy-aflevering over sterren ).
De zon is tien keer de diameter van Jupiter, en het blijkt dat je geen planeten kunt krijgen die veel groter zijn dan Jupiter. Als je er massa aan toevoegt, worden ze kleiner, niet groter. Het is dus duidelijk dat je geen planeet kunt krijgen die groter is dan de zon.
Hoe zit het met kleinere sterren? De kleinste sterren zijn vage rode dwergen, nauwelijks massief genoeg om fusie in hun kern te behouden, en de kleinste die ze kunnen krijgen is, nou ja, behoorlijk klein.
EBLM J0555-57Ab vergeleken met Jupiter, Saturnus en de zeer kleine rode dwergster TRAPPIST-1. Credit: Cambridge Universiteit
Er zijn onlangs een paar sterren ontdekt die het kleinst bekend zijn. De ene heet EBLM J0555-57Ab en de andere is 2MASS J05233822-1403022. Als de conclusies op basis van de waarnemingen juist zijn, zijn beide net zwaar genoeg om waterstof in hun kernen te laten samensmelten tot helium - het kost ongeveer 0,077 keer de massa van de zon om dat te doen, of ongeveer 75 keer de massa van Jupiter. Beide sterren zitten net boven die limiet, voor zover we kunnen nagaan.
Het zijn dus echte sterren, maar ze zijn... klein . Beide zijn kleiner dan Jupiter, en EBLM J0555-57Ab is slechts ongeveer zo groot als Saturnus!
Daarom zien we meteen dat sterren planeten kunnen hebben die groter zijn dan ze zijn.
wat is de film zenuwslopend?
De grootte van TRAPPIST-1 en zijn planeten vergeleken met Jupiter en zijn manen, en de zon en onze planeten. Credit: ESO / O. Furtak
theoretisch . In de praktijk is het zeker op zijn best zeer zeldzaam. We hebben genoeg exoplaneten waargenomen - werelden die rond andere sterren draaien - om veel trends in grootte, massa, enzovoort te zien. Een ding dat opvalt in de gegevens, is dat rode dwergen meestal geen gasreuzen om hen heen hebben. Sommige wel, maar ze hebben meestal kleinere planeten, die meer op de aarde lijken (wat we noemen terrestrische planeten ). Sommigen hebben er veel van, zoals TRAPPIST-1, waar zeven planeten ter grootte van de aarde omheen draaien.
Gasreuzen rond rode dwergen zijn zeldzaam; misschien heeft één op de honderd kleine sterren gigantische planeten (Opmerking: om eerlijk te zijn is dat onderzoek gedaan met kandidaat exoplaneten, degenen die nog niet zijn bevestigd ... maar kijken naar de lijst met bekende gigantische exoplaneten rond lage-massasterren , zijn de aantallen inderdaad erg laag, statistisch gezien).
En het kan erger worden. De kleinste sterren zijn ook de zwakste, wat betekent dat ze extreem moeilijk te detecteren zijn. Dat maakt het ook moeilijk om te weten of er planeten om hen heen draaien. We weten niet of ze überhaupt goed zijn in het maken van planeten, laat staan reuzen versus terrestrische. Als de tot nu toe waargenomen trend zich voortzet, is de kans hierop nog kleiner extreem dim lampen om gasreuzen te hebben dan voor de wat grotere (eigenlijk minder kleine) rode dwergen.
Het is dus mogelijk dat er zo'n systeem bestaat waarin de planeet groter is dan de ster, maar ze zijn statistisch gezien erg zeldzaam.
Aan de andere kant zijn rode dwergen verreweg de meest voorkomende soort ster in de melkweg, ongeveer 70% van alle sterren. Dus ook al zijn echt kleine rode dwergen zeldzaam, er zijn er nog steeds veel miljarden van hen in de melkweg. Als de fractie van hen met een gasreus in een baan om hen heen klein is, kan dat nog steeds betekenen dat er in totaal veel van dergelijke systemen bestaan.
Daar ga je dan. Een zeldzaam actueel antwoord in de astronomie: Ja, een planeet kan groter zijn dan zijn ster!
Het is een raar universum. Dat maakt het echter wel interessanter.
[Mijn dank aan mijn vriend dr. Jessie Christensen voor haar hulp bij de exoplaneet-database .]
