Ruimtetelescoop Hubble is jarenlang verdienstelijk geweest om prachtige beelden door te sturen van het heelal. Zijn opvolger, de James Webb ruimtetelescoop, doet daar nog een schepje bovenop. De komende tijd zullen vooral planeten buiten het zonnestelsel, exoplaneten, het doel zijn. De wetenschappers hopen er leven op aan te treffen.

Terwijl buitenaards leven onvindbaar blijft, leveren de beelden intussen wel wat anders op: een overweldigende indruk van de schoonheid van Gods schepping, die Hij door Zijn almachtige kracht ook in stand houdt. „Heft uw ogen op omhoog en ziet Wie deze dingen geschapen heeft; Die in getal hun heir voortbrengt; Die ze alle bij name roept, vanwege de grootheid Zijner krachten en omdat Hij sterk van vermogen is; er wordt er niet één gemist” (Jes. 40:26).

WASP-121b is zo’n exoplaneet waarop buitenissige dingen gebeuren, zo’n 855 lichtjaar van de aarde verwijderd. De gasreus –1,81 keer groter dan Jupiter– cirkelt in een enorm tempo om zijn moederster: een jaar duurt er maar dertig dagen. Tegelijk draait de planeet om zijn eigen as; hij richt altijd dezelfde kant naar zijn ster, net zoals de maan ten opzichte van de aarde doet. De kant die voortdurend wordt beschenen, is de dagzijde. Deze licht tien keer helderder op dan de nachtzijde. Net als de aarde heeft WASP-121b een soort watercyclus, maar dan veel extremer. Aan de dagzijde verdampt het water niet zoals op aarde, maar door de hitte van 2200 tot ruim 3200 graden Celsius ontleedt het tot waterstof en zuurstof. Extreem krachtige stormen met windsnelheden van 18.000 kilometer per uur blazen de gassen naar de donkere nachtkant. Het is er kouder; waterstof en zuurstof kunnen er met elkaar reageren tot waterdamp. De krachtige stormen blazen de watermoleculen naar de lichtzijde. Daar begint de cyclus weer van voren af aan. Bij een nadere blik blijkt de koude nachtzijde nog vreemder dan hij al was. Er zouden wolken van verdampt ijzer en het mineraal korund drijven. Wanneer het daaruit regent, zouden de regendruppels weleens uit vloeibare saffieren en robijnen kunnen bestaan.

Planeten in ons zonnestelsel cirkelen om één ster: de zon. Maar daarmee is onze planeet een uitzondering in het heelal. De meeste exoplaneten hebben een baan rond twee, drie of zelfs vier sterren. Met de TESS-telescoop hebben astronomen van de Amerikaanse ruimtevaart­organisatie NASA 97 mogelijke stersystemen ontdekt met planeten die rond vier sterren cirkelen. De onderzoekers vonden zelfs een zesvoudig stersysteem. Om uit de waarnemingen van TESS de viervoudige stersystemen te selecteren, gebruikten de wetenschappers een combinatie van kunstmatige intelligentie en visueel onderzoek. Het was monnikenwerk waarbij ze pixel voor pixel moesten vergelijken op lichtopbrengst. Viervoudige stersystemen bevatten twee paar dubbelsterren die elkaar kunnen verduisteren vanuit het gezichtspunt van TESS. Daarnaast zorgen ook exoplaneten voor een tijdelijke, kleinere dip in de gemeten lichtopbrengst van de ster. Het gaat echt om minimale verschillen.

Niet alleen planeten hebben een of meer manen. Ook om ruimtepuin en andere brokken steen in de ruimte cirkelen soms manen. Een voorbeeld daarvan is de asteroïde Elektra. Deze beschikt over drie manen. De Amerikaanse astronoom Christian Peters ontdekte de asteroïde in 1873 in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. Het duurde tot deze eeuw tot astronomen ontdekten dat de asteroïde manen heeft. De eerste werd in 2003 ontdekt, de tweede in 2014 en de derde in februari 2022. „Elektra is het eerste viervoudige systeem dat ooit is gedetecteerd”, schreven de astronomen in hun artikel in The Astrophysical Journal Letters.
Vandaag de dag zijn zo’n 1,1 miljoen asteroïden bekend. Ruim 150 daarvan beschikken over minstens één maan. Het waarnemen van maantjes die rond asteroïden cirkelen, is een lastige opgave. Asteroïden zijn relatief klein; Elektra heeft een doorsnede van pakweg 260 kilometer. De maantjes zijn nog veel kleiner. Maan S/2003 (130) 1 meet slechts 6 kilometer en draait om Elektra op een gemiddelde afstand van ongeveer 1300 kilometer; S/2014 (130) 1 is slechts 2 kilometer in doorsnede en heeft een gemiddelde omloopafstand van 500 kilometer. De nieuw ontdekte maan heet S/2014 (130) 2 en is nog kleiner met een diameter van slechts 1,6 kilometer. Deze staat nog dichter bij de asteroïde met een gemiddelde omloopafstand van 340 kilometer.

Astronomen hebben recent voor het eerst een zogeheten micronova waargenomen: een kleine maar krachtige explosie op het oppervlak van een witte dwergster. Tot op heden hebben astronomen slechts drie micronova’s gezien, allemaal op witte dwergsterren. Witte dwergsterren zijn de overgebleven kernen van opgebrande sterren. Deze blazen hun materiaal weg, waardoor alleen de ‘dode’ kern overblijft. Ze heten daarom ook wel zombiesterren. Ze zijn enorm zwaar: ze hebben de massa van de zon (2 quadriljard ton, met 27 nullen), maar zijn slechts zo groot als de aarde. Micronova’s zijn een nieuw ontdekte eigenschap van zombiesterren. Een micronova is het resultaat van kernfusie: twee waterstofatomen fuseren en vormen samen een heliumatoom. Daarbij komt een enorme hoeveelheid energie vrij. Anders dan bij een supernova of een nova explodeert hierbij geen ster, maar heeft een explosie plaats aan het oppervlak van de witte dwerg. Een micronova duurt niet langer dan enkele uren. „Het laat zien hoe dynamisch de nachtelijke hemel is”, vertelde hoofdauteur Simone Scaringi. Hij is astronoom aan de Britse Durham University op technologiewebsite theverge.com. Micronova’s ontstaan doordat witte dwergen waterstofgas wegsnoepen bij naburige sterren. De waterstof komt door sterke magnetische velden terecht op de polen van de ster. Daar bouwt zich een hoeveelheid op tot een kritische hoeveelheid is bereikt. Ten slotte ontstaat er een krachtige explosie op deze polen, een kernfusiereactie.

Sterren hebben gewoonlijk een zinderend oppervlak waar waterstof en helium aan het oppervlak komen. Een team astronomen van de Duitse universiteiten van Tübingen en Potsdam ontdekte recent een nieuw type sterren. Het oppervlak daarvan bestaat uit koolstof, zuurstof en heliumas. De onderzoekers noemen dit zeer exotisch. Uit de oppervlaktetemperatuur van de sterren leiden de astronomen af dat de sterren nog steeds helium verbranden in hun kern. „Gewoonlijk zijn sterren met deze stoffen aan hun oppervlakte klaar met het verbranden van helium in hun kern en zijn ze op weg om witte dwergen te worden. Deze nieuwe sterren vormen een grote uitdaging voor ons begrip van de levensloop van sterren”, legt hoofdauteur Klaus Werner, hoogleraar astronomie van de universiteit van Tübingen, uit in een artikel in het vakblad Royal Astronomical Society Letters. Een groep astronomen van de Argentijnse universiteit van La Plata en van het Duitse Max Planck Instituut voor astrofysica opperen dat deze sterren kunnen zijn gevormd door een zeldzame fusie van twee witte dwergsterren. „Gewoonlijk leiden fusies van witte dwergen niet tot de vorming van sterren met koolstof en zuurstof aan hun oppervlak”, verklaart Miller Bertolami, de hoofdauteur van het tweede artikel in hetzelfde vakblad. Een echte verklaring daarvoor heeft ook hij nog niet.

Nog exotischer dan fuserende witte dwergen met heliumas aan hun oppervlak zijn zwarte gaten. In theorie kunnen zwarte gaten die ontstaan door ineenstorting van sterren na een supernova niet zwaarder zijn dan 120 keer de massa van de zon. In de praktijk blijken er nog zwaardere voor te komen. Er is in 2019 een zwart gat (GW190521) waargenomen dat zo zwaar blijkt te zijn als 142 zonnen. Dat zou zijn ontstaan bij een botsing tussen twee zwarte gaten van 66 en 85 keer de massa van de zon. In een fractie van een seconde kwam bij het samensmelten van de zwarte gaten een onvoorstelbare hoeveelheid energie vrij. Die is vergelijkbaar met het exploderen van meer dan een biljard (met 15 nullen) atoombommen per seconde gedurende 13,8 miljard jaar. In 2020 namen wetenschappers opnieuw een botsing tussen twee zwarte gaten waar. De draaibeweging van beide zwarte gaten om hun as werd door het samensmelten versterkt. Het nieuwe zwarte gat kreeg daardoor een enorme opzwieper en vloog met een snelheid van 2,5 miljoen kilometer per uur het heelal in.