Når Solen brænder ud om nogle milliarder år, vil mørket sænke sig over Solsystemet. Men der vil være et lille lyspunkt tilbage, nemlig en lille, udbrændt stjerne kaldet en hvid dværg.
Og til den tid vil Jorden måske stadig eksistere og fortsætte sit kredsløb om de sørgelige, hvidglødende rester af det, der var vores lokale stjerne. Ny forskning viser, at den mulighed ikke er helt udelukket.
Astrofysikere fra USA og Kina har nemlig fundet en planet, der er lidt større end Jorden, og som kredser om en hvid dværg.
»Det er virkelig en cool opdagelse. Vi har ikke fundet ret mange planeter om hvide dværge, så hvert eneste nye fund er spændende,« siger postdoc og astrofysiker Thea Kozakis ved det spanske astrofysikinstitut Instituto de Astrofísica de Andalucía.
Hun har ikke selv været involveret i det nye forskningsresultat, men har forsket i planeter omkring hvide dværge og tidligere været en del af exoplanet-gruppen på DTU Space.
Som Jorden om otte milliarder år
Astrofysikernes opdagelse af exoplaneten (en planet, der kredser om en anden stjerne end Solen) giver et indblik i en mulig skæbne for vores klode.
Det er nemlig slet ikke usandsynligt, at Jorden kredser om en lignende hvid dværg om otte milliarder år. Med andre ord har astronomerne måske fået et glimt af Jordens fremtid.
\ Kosmisk forstørrelsesglas afslørede planeten
I 2020 blev lyset fra en fjern stjerne 25.000 lysår herfra pludselig 1.000 gange stærkere. I dag ved vi, at det skyldtes, at en hvid dværg godt 4.000 lysår væk kom imellem den fjerne stjerne og Jorden.
Den hvide dværg krummede rummet omkring sig, så lyset fra den fjerne stjerne kunne tage flere veje rundt om den på vej mod Jorden. Derfor blev lyset kraftigt forstærket i en såkaldt mikrolinsebegivenhed, der fik betegnelsen KMT-2020-BLG-0414.
Ved at analysere variationer i lysintensiteten over to måneder kom forskerne bag opdagelsen frem til, at den hvide dværg ikke var alene. Den havde selskab af en planet som Jorden, blot noget større, og en såkaldt brun dværg, en form for mislykket stjerne med en masse som 27 gange Jupiter.
Først vidste astrofysikerne ikke, om det var en almindelig stjerne eller en hvid dværg, der fungerede som en såkaldt ’gravitationel mikrolinse’. Men i 2023 fik de adgang til det store W. M. Keck Observatory, der er opført i 4.145 meters højde på den slumrende vulkan Mauna Kea på Hawaii.
Billeder fra dette teleskop afslørede, at det ikke kunne være en normal stjerne. Så ville den nemlig dukke op på billederne, og det gjorde den ikke.
For at forstå Jordens fjerne fremtid kan vi starte med at kigge på nutiden.
I dag kredser vores planet fredeligt omkring Solen i en afstand af 149,6 mio. km. Solen har en radius på cirka 695.700 km, så der er rigtig god plads mellem Solen og Jorden. To andre planeter, nemlig Merkur og Venus, kredser rundt i baner tættere på Solen.
Solen er i sin bedste alder. Den har lyst op på himlen i 4,6 milliarder år, og den bliver ved længe endnu. Solen består mest af brint, og den udsender lys og varme, fordi brintkerner smelter sammen (fusionerer) til heliumkerner i dens indre, hvor temperaturen når op på 15 mio. grader.
I den proces bliver der frigivet energi, og der er brint nok i kernen til 5,5 milliarder år endnu. Men Solen slukker ikke med det samme, når brinten slipper op i dens inderste. Så begynder brintkernerne nemlig at fusionere i en skal uden om kernen.
Solen vokser sig stor og rød
Når det sker, vokser Solen både i størrelse og lysstyrke. Over et par milliarder år bliver den flere tusinde gange mere lysstærk, end den er i dag, og den puster sig voldsomt op. Faktisk bliver den så stor, at den når helt ud til Jordens nuværende bane.
I takt med, at Solen vokser i størrelse, ændrer den farve. Den bliver rødere og forvandler sig til det, astronomerne kalder en rød kæmpestjerne. Når Solen bliver en rød kæmpe, vil den utvivlsom fortære Merkur og Venus, mens Jordens skæbne er mere tvivlsom.
Solen har endnu et trick i ærmet, for trykket og temperaturen bliver ved med at stige i dens centrum, og ved 100 mio. grader kan heliumkerner også begynde at fusionere. Det giver Solen en ekstra energikilde, men den holder kun i 100 mio. år.
Fra rød kæmpe til hvid dværg
Derefter er det slut med Solen som en klar stjerne på himlen. En stor del af Solens masse forsvinder ud i verdensrummet, men kernen bliver tilbage som en uhyre tæt, hvidglødende klump, der primært består af helium og ilt – en hvid dværg ikke meget større end Jorden.
Denne rest af Solen vil stadig lyse op, fordi den er mange tusinde grader varm, blot med beskeden lysstyrke. Igennem mange milliarder år vil den hvide dværg langsomt køle af, så lyset stille og roligt dæmpes. Så dværge og kæmper findes ikke kun i Harry Potter-bøgerne, men også på stjernehimlen.
Men hvad sker der med Jorden, når Solen bliver gammel og brænder ud?
Opdagelsen af en klippeplanet som Jorden, der kredser omkring en hvid dværg, giver en del af svaret på det spørgsmål.
Der er håb for Jorden
Exoplaneten kredser rundt i en bane dobbelt så langt fra den hvide dværg, som Jorden kredser om Solen. Men astronomerne mener, at exoplaneten engang har kredset meget tættere om en stjerne, der var på størrelse med Solen eller måske lidt større.
I takt med at en stjerne udvikler sig til en rød kæmpe, bliver den også mere ustabil og taber en del af sin masse ud i verdensrummet. Og det kan være nøglen til, at en planet som Jorden kan undslippe den røde kæmpes hede favntag.
Jorden kredser om Solen, fordi den er låst fast i sit omløb af Solens tyngdekraft. Men når Solen mister masse, mister den lidt af grebet på planeterne. Det betyder, at planeterne – herunder Jorden – rykker længere væk fra Solen.
Astronomerne ved ikke, om Jorden kan nå at komme uden for farezonen og undgå at blive opslugt af Solen som rød kæmpe, for det kommer an på, hvor hurtigt Solen mister masse, mens den vokser i størrelse.
Men nu kan de i hvert fald sige, at den klippeplanet, der kredser om en hvid dværg godt 4.000 lysår herfra, overlevede. Og det giver håb for Jorden.
Stjerne på slankekur gav planeten en chance
Exoplaneten er blot 20 procent større og 1,9 gange så massiv som Jorden. Og ifølge det nye forskningsresultat publiceret i tidsskriftet Nature Astronomy kan den have kredset om en stjerne lidt større end Solen i en afstand svarende til afstanden mellem Solen og Jorden.
Når exoplanetens stjerne udvidede sig og blev til en rød kæmpestjerne, mistede den så meget masse, at exoplanetens bane flyttede sig 50 procent længere væk. Derved undgik planeten at ende inde i den røde kæmpe, om end den nok blev godt ristet.
Og nu, hvor stjernen er blevet til en hvid dværg, kredser den nu dybfrosne planet fredeligt rundt i det dobbelte af den oprindelige afstand til stjernen.
»Dette system […] er et eksempel på en planet – sandsynligvis en jordlignende planet, der oprindeligt var i et kredsløb, der minder om Jordens kredsløb – der overlevede, at dens stjerne blev en rød kæmpe,« udtaler lektor Jessica Lu, en af forskerne bag opdagelsen, ifølge en pressemeddelelse fra UC Berkeley i USA.
Samme scenarie kan ske for Jorden, lyder det fra forskerne bag det nye studie. Det er uhyre usandsynligt, at der stadig er liv på vores planet om otte milliarder år, men i det mindste vil den stadig eksistere.
»Det vigtigste er, at Jorden ikke bliver opslugt af Solen, når den bliver en rød kæmpe,« som Jessica Lu siger det.
Nye teleskoper vil finde mange flere exoplaneter
Det nyfundne system er så langt væk, at vi aldrig vil være i stand til direkte at tage et billede af planeten eller måle, om den har en atmosfære. Men jagten på planeter, der kredser om hvide dværge, er kun lige begyndt, siger Thea Kozakis:
»Nu gælder det om at finde flere af den slags planeter, så vi kan få en idé om, hvor ofte hvide dværge omkredses af en eller flere planeter. Jeg håber, vi opdager mange flere.«
Og det kommer astronomerne nok til at gøre, specielt ved hjælp af nye teleskoper. I 2027 opsender NASA et nyt rumteleskop ved navn Nancy Grace Roman Telescope, og kineserne har planer om en exoplanetjæger i form af rumteleskopet Earth 2.0 (ET), der skal sendes op i 2028.
Begge vil opdage mange tusinde exoplaneter, herunder nogle der kredser om hvide dværge. Så måske dukker der planeter op, som ligner den fremtidige jordklode endnu mere.
