Een planeet die wordt afgevuurd door een superzwaar zwart gat kan extreem hoge snelheden bereiken, hebben drie astronomen berekend.

In het centrum van onze Melkweg huist een monster: een zwart gat dat miljoenen keren zoveel weegt als onze zon en dat zich voedt met alles wat het maar te pakken kan krijgen. Maar er zijn ook sterren die de dans ontspringen. In plaats van te worden opgeslokt, worden ze met snelheden van enkele miljoenen kilometers per uur het heelal in geslingerd, waarbij ze uiteindelijk ons sterrenstelsel uit zullen vliegen. Nieuw onderzoek laat zien dat dit ook met planeten kan gebeuren – en dat die daarbij nog veel hogere snelheden kunnen bereiken.

Uitschieters

Eerst de vraag: hoe wordt een ster zo’n extreem snelle hypervelocity star (HVS)? Dat gebeurt bijvoorbeeld als hij deel uitmaakt van een dubbelster die in de buurt van een zwart gat terechtkomt. Een van beide sterren kan dan in een baan rond het gat belanden, terwijl de ander wordt gelanceerd. In onze eigen Melkweg hebben we inmiddels minstens zestien van dat soort gelanceerde sterren waargenomen; de eerste in 2005.

En hoe zit het dan met planeten? Dat hebben Idan Ginsburg, Avi Loeb en Gary Wegner nu bepaald met computersimulaties. Daaruit bleek dat er twee mogelijkheden zijn. Ten eerste kan een ster die over planeten beschikt er daar één of meer van houden als hij als HVS wordt afgevuurd door een zwart gat. Om dat te laten gebeuren, moet de afstand tussen de uit elkaar gehaalde dubbelster aanvankelijk tussen de 0,05 en de 0,5 astronomische eenheden zijn geweest (waarbij één astronomische eenheid de gemiddelde afstand tussen de zon en de aarde is). Daarnaast moeten de planeten zich tussen 0,02 en 0,05 astronomische eenheden van de HVS vandaan bevinden – oftewel: er heel dicht bij in de buurt staan – willen ze bij hun ster kunnen blijven.

De andere mogelijkheid is dat een planeet wordt afgevuurd die hoort bij de ándere ster van de dubbelster, die dus in een baan rond het zwarte gat terechtkomt. Zo’n planeet kan een nog veel hogere snelheid bereiken dan een HVS. Doorgaans gaan ze anderhalf tot vier keer zo snel, maar Ginsburg en collega’s vonden ook een paar uitschieters die tientallen miljoenen kilometers per uur gingen.

Onmogelijk te vinden

Kunnen we dat soort supersnelle planeten dan ook waarnemen? In het geval van een planeet die meereist met een HVS wel. Die zou je kunnen zien als hij voor zijn ster langs beweegt en daarbij eventjes een deel van het sterrenlicht blokkeert. Aangezien het hier bovendien gaat om planeten die heel dicht bij hun ster staan, is de kans dat zo’n overgang plaatsvindt erg groot; zo’n 50 procent.

Bij de planeten die in hun eentje het heelal in schieten, is zo’n truc om ze waar te nemen er helaas niet, schrijven Ginsburg en collega’s. “Aangezien deze planeten extreem weinig licht geven, is het onmogelijk ze te vinden met bestaande telescopen.”

Bronnen: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (preprint op ArXiv.org), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Beeld: David A. Aguilar (CfA)