In de zoektocht naar buitenaards leven is het planetenstelsel rondom de ster TRAPPIST-1 een van de meest veelbelovende plekken om een leefbare omgeving te vinden. Het bestaat uit zeven rotsachtige planeten, waarvan drie zelfs op een afstand tot de moederster waar de temperatuur rond die van vloeibaar water ligt. Een internationaal team van astronomen, onder wie Michiel Min (SRON), heeft nu met de James Webb ruimtetelescoop gekeken naar de planeet TRAPPIST-1b, die het dichtste bij de moederster ligt.
Het team mat de infraroodstraling die TRAPPIST-1b uitzendt op een specifieke infraroodgolflengte—12,8 micron. Die blijkt een stuk zwakker te zijn dan bij eerdere waarnemingen op een infraroodgolflengte van 15 micron. Een simpele donkere bol zonder atmosfeer is daarmee uitgesloten, want die zou veel meer straling uitzenden dan de nieuwe metingen laten zien.
Een atmosfeerloze planeet met vulkanisch gesteente vol mineralen past beter bij de metingen. Maar een interessanter scenario is ook mogelijk: TRAPPIST-1b heeft een dikke atmosfeer gevuld met CO2 en smog—een nevel van koolstofdeeltjes. Die smog absorbeert veel sterlicht in de bovenlagen van de atmosfeer waardoor die bovenste atmosfeerlagen heter zijn dan de onderste. Hetzelfde gebeurt in de stratosfeer op aarde. Onze telescopen vangen op die manier het licht op van deze warme bovenlaag, inclusief de bijbehorende vingerafdruk in het spectrum. Die bevat inderdaad meer straling van 15 micron dan van 12,8 micron.
‘Dit scenario komt vrij veel voor in het Zonnestelsel,’ zegt Michiel Min (SRON). ‘Denk bijvoorbeeld aan de smoglaag in de atmosfeer van Titan, een maan van Saturnus. Maar we verwachten dat de samenstelling van de atmosfeer rond TRAPPIST-1b heel anders is dan alles wat we uit ons Zonnestelsel kennen. Deze ster is namelijk koeler en actiever, met bijvoorbeeld veel meer UV-straling. Dat maakt dit razend spannend.’
Het team kwam dit emissiespectrum op het spoor doordat het wispelturige karakter van TRAPPIST-1 ongeschikt is voor conventionele absorptiemetingen. Daarbij passeert een planeet haar moederster voorlangs en sterlicht sijpelt door haar atmosfeer heen. De aanwezige stoffen in die atmosfeer laten dan een vingerafdruk achter. In dit geval moesten de astronomen wachten tot de planeet bijna achter de ster verdwijnt en dus haar volle dagkant toont, zoals een volle maan.