De chemie en de straling van de dagkant van hete, supergrote exoplaneten kan beter beschreven worden met de natuurkunde van sterren dan met die van planeten. Dat blijkt uit onderzoek aan de exoplaneet WASP-18b onder leiding van Amsterdamse sterrenkundigen. Dankzij de vinding kunnen de oude gegevens van tientallen exoplaneten opnieuw tegen het licht gehouden worden voor nieuwe informatie. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift The Astrophysical Journal Letters.
De sterrenkundigen onderzochten het licht van WASP-18b. Dat is een van de heetste supergrote exoplaneten die we kennen. De planeet bevindt zich op ruim 400 lichtjaar van de aarde, is tien keer zo zwaar als Jupiter en staat heel dicht bij zijn ster. Hij draait elke 23 uur een rondje rond zijn ster en omdat de planeet zo dicht bij zijn ster staat, draait hij amper om zijn eigen as. Sterrenkundigen spreken daarom van een 'dagkant' en een 'nachtkant' van de planeet.
De onderzoekers vingen met behulp van de Hubble Ruimtetelescoop het licht op tijdens vijf sterverduisteringen. Aan de hand van het zogeheten emissiespectrum konden ze de temperatuur en de samenstelling van de planeetatmosfeer bepalen. Aan de dagkant van de planeet blijkt het zo'n 2600 graden Celsius te zijn, en de atmosfeer van de planeet lijkt meer op die van een ster dan van een planeet.
De waargenomen resultaten kwamen in de verste verte niet overeen met de bestaande modellen voor exoplaneten. Pas toen de onderzoekers de bestaande modellen hadden uitgebreid met theorieën die voor sterren gebruikt worden, leverde het een betere match op. Eerste auteur Jacob Arcangeli (Universiteit van Amsterdam) licht toe: "Wij zijn de eersten die bij exoplaneten rekening houden met het verschijnsel dat watermoleculen uit elkaar kunnen vallen onder extreme omstandigheden. Ook nemen wij in onze modellen mee dat waterstof zich kan omvormen tot hydriden. Daardoor krijgt waterstof metallische eigenschappen die ervoor zorgen dat de atmosfeer minder licht doorlaat."
Dankzij de bevindingen van de sterrenkundigen kunnen oude waarnemingen aan hete, supergrote exoplaneten nu opnieuw worden doorgerekend. Dat levert zeer waarschijnlijk nieuwe kennis op over het ontstaan van deze planeten. Groepsleider Jean-Michel Désert (Universiteit van Amsterdam): "Een grondige kennis van planeetatmosferen is belangrijk omdat die kennis ons aanwijzingen geeft hoe planeten gevormd worden en of ze zich tijdens de vorming verplaatsen."
Wetenschappelijk artikel
H− Opacity and Water Dissociation in the Dayside Atmosphere of the Very Hot Gas Giant WASP-18b. Door: Jacob Arcangeli, Jean-Michel Désert, Michael R. Line, Jacob L. Bean, Vivien Parmentier, Kevin B. Stevenson, Laura Kreidberg, Jonathan J. Fortney, Megan Mansfield & Adam P. Showman. In: The Astrophysical Journal Letters, Volume 855, Number 2, 15 maart 2018. (gratis preprint)
Hete, supergrote exoplaneet lijkt meer op ster dan op planeet
