Astronomen hebben duizenden planeten ontdekt die om sterren in ons Melkwegstelsel draaien, zogeheten exoplaneten.
Waar deze planeten uit bestaan laat zich echter niet of nauwelijks rechtstreeks vaststellen.
Bij wijze van ‘workaround’ hebben astronoom Siyi Xu (NOIRlab) en geoloog Keith Putirka (California State University in Fresno) de atmosferen van zogeheten vervuilde witte dwergen onderzocht. Hun resultaten wijzen erop dat rotsachtige exoplaneten een grote mineralogische verscheidenheid vertonen (Nature Communications).
Vervuilde witte dwergen zijn de compacte, ingestorte kernen van uitgedoofde zonachtige sterren die materiaal bevatten van planeten, planetoïden of andere rotsachtige objecten die ooit om de ster hebben gedraaid, maar uiteindelijk in de witte dwerg zijn beland.
Door te zoeken naar elementen die van nature niet in de atmosfeer van een witte dwerg voorkomen (eigenlijk zo’n beetje alles behalve waterstof en helium), kunnen wetenschappers achterhalen waar de rotsachtige objecten uit hebben bestaan.
Xu en Putirka hebben van 23 vervuilde witte dwergen nauwkeurige spectra opgenomen met behulp van de High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) van de Keck-sterrenwacht op Maunakea (Hawaï), de Hubble-ruimtelescoop en andere telescopen.
Aan de hand van deze gegevens hebben ze vastgesteld hoeveel calcium, silicium, magnesium en ijzer de witte dwergen bevatten, en daaruit afgeleid wat hun mineralogische samenstelling moet zijn geweest.
Ze ontdekten dat de vervuilde witte dwergen veel uiteenlopendere samenstellingen vertonen dan de rotsachtige binnenplaneten van ons eigen zonnestelsel.
Dat wijst erop dat hun exoplaneten een grotere variëteit aan gesteentensoorten hebben vertoond.
In sommige gevallen waren de gemeten samenstellingen zelfs dermate exotisch, dat er nieuwe namen voor moesten worden bedacht.
Sommige van de gesteentensoorten die uit de gegevens van de witte dwergen voortkomen zouden gemakkelijker oplosbaar zijn in water dan hun aardse tegenhangers, en dat zou invloed kunnen hebben gehad op de ontwikkeling van oceanen.
Andere soorten zouden bij veel lagere temperaturen kunnen smelten en een dikkere korst kunnen vormen dan aardse gesteenten, of juist breekbaarder zijn waardoor er gemakkelijker platentektoniek op gang komt.
De hoge magnesiumconcentraties en lage siliciumconcentraties die Xiu en Putirka in de atmosferen van de witte dwergen hebben gemeten wijzen erop dat het ontdekte rotsachtige materiaal waarschijnlijk niet uit de korst van de voormalige planeten afkomstig was, maar uit hun dieper gelegen mantel.
De waarnemingen sluiten echter niet volledig uit dat de planeten een continentale korst of andere korsttypen hadden. (EE)
(Image Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva)
