Slechts enkele jaren na de ontdekking van de eerste planeet is gebleken dat planeten vooral voorkomen rondom sterren die verrijkt zijn aan zwaardere elementen, zoals ijzer. Planeetdragende sterren hebben vaak een metaalgehalte dat het dubbele is van sterren zonder planeten.

Na deze ontdekking is onmiddellijk de volgende vraag gesteld: is het hoge metaalgehalte verantwoordelijk voor een hogere kans op planeetvorming – of is het metaalgehalte juist veroorzaakt door de aanwezigheid van planeten? Oftewel, wat komt eerst: een ster met een hoog metaalgehalte en vervolgens de planeten, of andersom? De kip en het ei…

Bij het waarnemen van sterren en het bestuderen van het spectrum kunnen sterrenkundigen alleen de buitenste lagen zien. Men kan dus nooit zeker weten of het inwendige van de ster dezelfde samenstelling heeft als de buitenkant. Zodra materiaal dat afkomstig is van planeten op de ster valt, zal dit materiaal in de buitenste delen blijven. Hierdoor raakt de ster vervuild en wordt het spectrum veranderd.

Sterrenkundigen hebben toen geprobeerd om het vraagstuk op een andere manier te beantwoorden. Hierbij hebben ze gekeken naar sterren van een ander type: rode reuzen. Deze sterren zijn zonachtige sterren die het einde van hun leven naderen en daarbij opzwellen, als gevolg van het uitputten van het waterstof in de kern.

Tot ieders verbazing is daarbij gebleken dat reuzensterren nooit verrijkt zijn in metalen aan het oppervlak – zelfs niet als de sterren planeten bij zich dragen. Vervolgens heeft men de verschillende opties geanalyseerd is men tot de conclusie gekomen dat het verschil in eigenschappen tussen de sterren verantwoordelijk moet zijn voor de anomalie.

Hierbij is vooral de grootte van een bepaalde zone in de ster van belang: de convectiezone, de regio waarin alle gassen volledig met elkaar vermengd raken. In de zon bevat deze zone slechts 2% van de totale massa van de ster. In rode reuzen is de convectiezone echter enorm, met een totale massa die 35 keer groter is dan bij de zon. Als gevolg wordt het vervuilende planetaire materiaal ook 35 keer meer verdund.

Al met al luidt de eenvoudigste verklaring dat bij metaalrijke dwergsterren de vervuiling zich beperkt tot het oppervlak. Bij reuzensterren raakt het materiaal vermengd in het inwendige van de ster en verdwijnen de kenmerken van de vervuiling uit het spectrum.

Het lijkt er dus op dat de paradox van metaalverrijking is opgelost. Daarbij kunnen we concluderen dat de planeten de oorzaak zijn van een hoger metaalgehalte en niet het gevolg. Uiteraard is lang niet iedereen het daar mee eens en is de conclusie niet zonder controverse. Maar wat dat betreft is er niets nieuws onder de zon: zo is het altijd al gegaan in de sterrenkunde.


Het verschil in structuur tussen een zonachtige ster (links) en een rode reus (rechts). Bij de zon bestaat het grootste deel van het inwendige uit de kern en de radiatiezone. De convectiezone is klein. Bij een rode reus is de radiatiezone juist klein en de covenctiezone heel groot.

Bron: European Southern Observatory
[related]
Gerelateerde nieuwsberichten
{related:|related_date|: |related_title|
} [/related]