Bij nieuw onderzoek door wetenschappers van NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) zijn tekenen gevonden van een rotsachtige, vulkanisch actieve maan bij een exoplaneet op 635 lichtjaar van de aarde. De belangrijkste aanwijzing is een wolk van natriumgas in de nabijheid van de exoplanet, een gasreus ter grootte van Saturnus met de aanduiding WASP-49b. Een vergelijkbaar verschijnsel doet zich in ons zonnestelsel voor bij de vulkanisch actieve maan Io van Jupiter (Astrophysical Journal Letters, 1 oktober).
De natriumwolk rond WASP-49b werd in 2017 ontdekt en trok toen de aandacht van Apurva Oza, een voormalig postdoc-onderzoeker bij JPL die nu als stafwetenschapper bij Caltech werkt. Oza heeft jarenlang onderzocht hoe exomanen kunnen worden opgespoord via hun vulkanische activiteit. Io bijvoorbeeld – het meest vulkanisch actieve hemellichaam in ons zonnestelsel, braakt voortdurend zwaveldioxide, natrium, kalium en andere gassen uit die enorme wolken rond Jupiter kunnen vormen. Het is denkbaar dat astronomen die naar een ander stersysteem kijken een gaswolk als die van Io kunnen detecteren, zelfs als de maan in kwestie zelf te klein is om waarneembaar te zijn.
Zowel WASP-49 b als zijn ster bestaan voornamelijk uit waterstof en helium, met sporen van natrium. Geen van beide bevat genoeg natrium om de waargenomen wolk te verklaren, die afkomstig lijkt te zijn van een bron die ongeveer 100.000 kilo natrium per seconde produceert. Zelfs als de ster of zijn planeet zoveel natrium zou kunnen produceren, is het onduidelijk door welk mechanisme dit gas de ruimte in wordt geblazen.
Zou de bron een vulkanische exomaan kunnen zijn? Dat is de vraag die Oza en zijn collega’s probeerden te beantwoorden. Makkelijk was dat niet, want van zo’n grote afstand overlappen ster, planeet en gaswolk elkaar vaak. Het team moest het stersysteem daarom lange tijd in de gaten houden. Daarbij vonden ze diverse aanwijzingen die erop duiden dat de wolk wordt veroorzaakt door een hemellichaam dat om WASP-49b draait. Zo gaven hun waarnemingen twee keer aan dat de wolk groter werd, alsof hij werd bijgetankt, terwijl hij zich niet in de buurt van de planeet bevond. Ook zagen ze de wolk sneller bewegen dan de planeet zelf, wat onmogelijk lijkt tenzij er nog een ander, sneller bewegend hemellichaam bij betrokken is.
Bij een deel van hun speurwerk hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili (ESO). Mede-auteur en ESO-onderzoeker Julia Seidel stelde daarbij vast dat de wolk zich hoog boven de atmosfeer van de planeet bevindt, net als de gaswolk die Io rond Jupiter achterlaat.
Ze gebruikten ook een computermodel om het exomaan-scenario te visualiseren en met de waarnemingen te vergelijken. De exoplaneet WASP-49 b cirkelt met de regelmaat van de klok in 2,8 dagen om zijn ster, maar de wolk verscheen en verdween met onregelmatige tussenpozen achter de ster of diens planeet. Volgens Oza zou een maan met een omlooptijd van acht uur de verplaatsing en activiteit van de wolk kunnen verklaren. Maar hoe intrigerend ook, er zijn meer waarnemingen nodig om dit scenario te onderbouwen. (EE)
Does Distant Planet Host Volcanic Moon Like Jupiter’s Io?