James Webb ontdekt atmosfeer rond exoplaneet
2
TOI-561 b is een vrij kleine rotsachtige planeet buiten ons zonnestelsel. Een “natte lavabal” noemen wetenschappers van een nieuw onderzoek het hemellichaam. Via ruimtetelescoop James Webb hebben ze voor het eerst sterke aanwijzingen gevonden dat deze planeet omgeven is door een dense atmosfeer. Tot nu toe dacht men dat kleine planeten die zeer dicht bij hun ster staan geen atmosfeer konden vasthouden, maar dat idee wankelt nu. Dit artikel over de ruimte geeft een overzicht van wat precies ontdekt is.
- Weerliefhebber? Volg ons via X en Facebook
- Volg de interessante weerberichten op Youtube
- Lees alles over het klimaat via dit boek.
Met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop ontdekten onderzoekers dat de ultrahete “superaarde” TOI-561 b waarschijnlijk is omgeven door een dikke laag gassen boven een oceaan van gesmolten gesteente.
Een atmosfeer rond een exoplaneet is altijd boeiend om te onderzoeken, omdat de ruimtevaart haar aandacht toespitst op planeten met een atmosfeer. Dit heeft te maken met de mogelijkheid op leven, al is TOI-561 b daar geen goed voorbeeld van, zoals we zullen zien.
Wat is een superaarde?
Een superaarde is een exoplaneet die zwaarder en groter is dan de Aarde, maar lichter en kleiner dan ijs- of gasreuzen zoals Neptunus. Ze heeft meestal een rotsachtige samenstelling en een massa tot ongeveer 10 keer die van de Aarde.
Superaarde TOI-561 b staat heel dicht bij haar zon
Omloop van slechts 11 uur!
Superaarde TOI-561 b, die 1,4 keer zo groot is als de aarde en dus een superaarde is, behoort tot een zeldzame klasse van zogeheten ultra-short period exoplaneten. Ze voltooit een volledige omloop om haar ster in minder dan elf uur, terwijl de aarde daar een jaar over doet.
- Het weer in de ruimte.
De afstand van de planeet tot de moederster is minder dan 1,6 miljoen kilometer en ongeveer een veertigste van de afstand tussen Mercurius en onze zon. Door die extreme nabijheid is de planeet vrijwel zeker getijdengebonden (in het Engels zegt men: tide-locked): één kant staat permanent in het licht, de andere in eeuwige duisternis.
Het meest nabije voorbeeld van dit fenomeen is de maan, die staat ook steeds met dezelfde kant naar de aarde gericht.
Minder heet dan verwacht (maar toch een magma-zee)
Die constante blootstelling aan straling heeft extreme gevolgen. De temperatuur aan de dagzijde ligt ver boven het smeltpunt van normaal gesteente, waardoor het oppervlak waarschijnlijk bestaat uit een wereldwijde magma-zee. Toch bleek uit de waarnemingen dat TOI-561 b veel minder heet is dan verwacht voor een kale rots zonder atmosfeer.
- Eerste beelden van de James Webb ruimtetelescoop.
In plaats van de berekende 2700 graden Celsius, is het ‘slechts’ 1800 graden op exoplaneet TOI 561 b. Deze schijnbare discrepantie kan verklaard worden door de aanwezigheid van een dikke atmosfeer.
Waaruit bestaat de atmosfeer rond de exoplaneet?
Die atmosfeer zou bestaan uit gassen zoals waterdamp, die een deel van het infrarode licht absorberen voordat het de ruimte bereikt. Daardoor lijkt de planeet koeler voor de telescoop. Mogelijk spelen ook wolkenmassa’s van gesmolten silicaten een rol, die sterlicht weerkaatsen en zo extra afkoeling veroorzaken.
De ontdekking helpt ook een ander enigma verklaren: de schijnbaar lage dichtheid van TOI-561 b. Die leek lager dan verwacht op basis van een aardachtige samenstelling. Onderzoekers dachten eerst dat de planeet een relatief kleine ijzerkern zou kunnen hebben, of een mantel van lichter gesteente. Maar dat bleek onvoldoende om de metingen te verklaren. Het is de aanwezigheid van een atmosfeer die de planeet groter doet lijken dan ze eigenlijk is.
- Maak je graag foto’s van de ruimte? Lees alles over hoe je het beste fotografeert.
Stokoude ster
Wat TOI-561 b extra bijzonder maakt, is ook haar origine. De planeet draait om een zeer oude ster – ongeveer twee keer zo oud als de zon – die weinig ijzer bevat en zich in de ‘dikke schijf’ van de Melkweg bevindt. De exoplaneet is daarmee een voorbeeld voor planeten die ontstonden toen het heelal nog jong was.
- Hoe werken coronale gaten?
Natte lavabal
De ontdekking roept een fundamentele vraag op: hoe kan zo’n kleine planeet, die al miljarden jaren wordt gebombardeerd door intense straling, überhaupt een atmosfeer behouden? De planeet zou in een dynamisch evenwicht verkeren. Er zou een voortdurende wisselwerking zijn tussen de magma-oceaan en de atmosfeer. Gassen ontsnappen uit het gesmolten gesteente, maar worden ook weer opgenomen. Het is eigenlijk een extreem vluchtige, ‘natte’ lavabal.
De bevindingen suggereren dat rotsachtige planeten onder extreme omstandigheden complexer en dynamischer kunnen zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Zelfs in de meest vijandige omgevingen van straling en aantrekkingskracht kan een atmosfeer overleven.
De jacht op atmosfeerrijke exoplaneten die dicht om hun ster draaien (want die zijn makkelijker op te sporen) is bij deze geopend.