De planeten rond neutronensterren bestaan voornamelijk uit koolstof, dat onder druk in diamant verandert.
Wetenschappers van Columbia University (VS) hebben een verklaring voorgesteld voor het mysterieuze en voorheen onverklaarde mechanisme van planeetvorming in neutronensterrensystemen. Op basis van hun model zijn alle eerder ontdekte planeten in dergelijke systemen voornamelijk samengesteld uit diamanten. Een voordruk van het relevante artikel is beschikbaar op de website van Cornell University.
Het tijdperk van de ontdekking van exoplaneten begon een kwart eeuw geleden met pulsarplaneten - lichamen die rond pulsars draaien (neutronensterren met een magnetisch veld dat gekanteld is ten opzichte van de rotatieas). Astronomen dachten lange tijd dat het verschijnen van lichamen zoals onze aarde rond pulsars heel vreemd was. Feit is dat neutronensterren verschijnen na supernova-explosies. Zo'n krachtige gebeurtenis zou alle planeten die voorheen beschikbaar waren voor de ster moeten vernietigen of ze over een enorme afstand moeten werpen, zodat aardse astronomen ze eenvoudigweg niet zouden opmerken. Hoe komt het dat hele planetaire systemen van neutronensterren al zijn ontdekt?
Onderzoekers van Columbia University probeerden deze vraag te beantwoorden met een volkomen onverwacht scenario. Ze modelleerden de langetermijninteracties tussen een neutronenster en een witte dwerg. Sterren zoals de zon worden aan het einde van hun leven witte dwergen. Ze missen massa om te exploderen als een supernova en een neutronenster te vormen. Tegenwoordig wordt aangenomen dat de meeste sterren in het heelal in binaire, drievoudige of zelfs grotere systemen zouden moeten bestaan in termen van het aantal sterren. In de natuur is er dus een aanzienlijke kans op accidentele vorming van een neutronenster - witte dwergpaar. Ze waren oorspronkelijk een paar bestaande uit een zonachtige ster en een zwaardere blauw-witte ster.
Modellering heeft aangetoond dat in ongeveer één procent van de gevallen de zwaartekracht van de neutronenster de witte dwerg geleidelijk zal vernietigen met krachtige getijdenkrachten. Rekening houdend met de overvloed aan neutronensterren en witte dwergen, is zelfs één procent genoeg voor de pulsarplaneten in onze Melkweg.
Een neutronenster is erg dicht - met een massa vergelijkbaar met de zon, heeft hij een diameter van niet 1,4 miljoen kilometer, maar slechts 20-25 kilometer, en daarom is de zwaartekracht van zo'n lichaam extreem sterk. Aangezien de rand van de witte dwerg die er het dichtst bij staat, aan grotere zwaartekrachtseffecten zal worden blootgesteld dan zijn verre "rand", zal de neutronengenoot de dwerg in sommige gevallen vernietigen en hem letterlijk uit elkaar scheuren.
In dit geval wordt een schijf gevormd rond de neutronenster uit de materie van de witte dwerg die erdoor is vernietigd. Aangezien de laatste een soort "lijk" van een normale ster is, is alle brandstof voor thermonucleaire reacties daarin allang opgebrand. Daarom zijn er geen waterstof- en lichte elementen. De dwerg wordt gedomineerd door koolstof en zuurstof, de "verspilling" van vroegere kernreacties in het binnenste van de ster. In de schijf van zijn substantie, zoals aangetoond door modellering, is de vorming van vrij grote planeten mogelijk. Door de afwezigheid van lichtelementen zullen het geen gasreuzen zijn. Maar zulke lichamen lijken ook niet op onze aarde. Er is geen water, weinig ijzer en silicaten. Maar er zal koolstof onder de dunne planetaire korst zitten. Door de enorme druk van de buitenste lagen zal het daar de vorm aannemen van diamant of lonsdaleiet.
Aangezien er bijna geen andere elementen in de samenstelling van dergelijke planeten zullen zijn, schatten de auteurs het totale gewicht van diamanten in hun samenstelling op vrij hoog - tot 100 octiljoen karaat (een met 29 nullen). De atmosfeer van zo'n "diamantplaneet", bedekt met grafietkorst, zal hoogstwaarschijnlijk niet te dik zijn. Het zal bestaan uit koolmonoxide (CO) en zuurstof, "uitgeschakeld" uit koolmonoxidemoleculen door ioniserende straling uit de buurt van de neutronenster.
Promotie video:
Benadrukt moet worden dat ioniserende straling daar extreem sterk zal zijn. Een aanzienlijk deel van de kosmische straling die het aardoppervlak bereikte, kwam precies uit de buurt van verre neutronensterren, waarvan de magnetische velden de rol van een deeltjesversneller kunnen spelen - en veel krachtiger dan de Large Hadron Collider. De straling op de planeet nabij de neutronenpulsarster zal zodanig zijn dat niet alleen de mensen, maar ook de elektronica die ze hebben, de lokale omstandigheden zelfs voor een korte tijd niet kunnen weerstaan.
