Astronomen vinden onverwacht molecuul in de atmosfeer van een exoplaneet

artist impressie van een hete Jupiter
Artist’s impression van een Jupiterachtige exoplaneet. Credit: ESO/L.Calçada

Astronomen van SRON hebben het signaal van aluminiumoxide (AlO) aangetroffen in het spectrum van de exoplaneet WASP-43b. Dit was een grote verrassing omdat men verwachtte dat AlO verborgen zou blijven in de onderste lagen van de atmosfeer. Het is pas de tweede keer dat astronomen dit molecuul hebben aangetroffen in de atmosfeer van een exoplaneet. De resultaten van het onderzoek zijn op 1 juli 2020 in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.

Als je denkt dat planeten zoals Mars en Jupiter ver weg zijn dan moet je eens exoplaneten proberen. Als je naar de nachtelijke hemel kijkt en zoekt naar de dichtstbijzijnde exoplaneet, een planeet ter grootte van de Aarde die rond de ster Proxima Centauri draait, dan kan je net zo goed zoeken naar voetstappen op de Maan. En dat heeft alles te maken met de grootte: exoplaneten worden door hun ster met een factor miljard of zo overschenen. Astronomen moeten daarom gebruikmaken van indirecte waarneemmethodes om planeten rond andere sterren te identificeren. Ze zoeken naar dips in de intensiteit van een ster die wordt veroorzaakt door een planeet die er voorlangs beweegt. Of ze bepalen of een ster een beetje wiebelt door de zwaartekracht van een planeet. Om de samenstelling van de atmosfeer van een exoplaneet te onderzoeken, meten astronomen het spectrum van die planeet, dit is de barcode die in het sterlicht is ingeprent als het licht door de atmosfeer gaat.

Astronomen van het Nederlandse SRON hebben nu de onverwachte aanwezigheid van aluminiumoxide (AlO) afgeleid in de atmosfeer van een exoplaneet. Ze onderzochten de exoplaneet WASP-43b. Dit is een planeet met de grootte van Jupiter die in een nauwe baan om de ster WASP-43 draait. Deze ster is ongeveer 284 lichtjaar van de Aarde verwijderd. AlO bevindt zich normaliter diep in de atmosfeer en dus is het niet zichtbaar voor het infrarood instrument van de Hubble Space Telescope dat de onderzoekers hebben gebruikt. Een logische verklaring is dat sterke winden de lagen van de atmosfeer door elkaar schudden.

Volgens de onderzoekers is de aanwezigheid van AlO in het gebied van de atmosfeer dat men kan bestuderen volledig onverwacht en erg opwindend. Het is pas de twee keer dat AlO in de atmosfeer van een exoplaneet is aangetroffen. Momenteel weet men nog niet waarom het molecuul zichtbaar is want gezien de temperaturen en drukken in het gebied dat men kan bekijken, is de vondst volledig onverwacht. Het is speculeren naar de redenen maar mogelijk zijn er sterke turbulenties in de atmosfeer die gas vanuit de lagere lagen naar boven stuwen.

Toekomstige telescopen zoals de James Webb Space Telescope en ARIEL (waaraan ook SRON bijdrages levert) zullen astronomen meer inzichten kunnen geven over warme reuzenplaneten zoals WASP-43b. Het zal helpen om uit te zoeken of de aanwezigheid van AlO wijd is verspreid en daarmee kan men ook meer leren over de dynamica en het ontstaan van dergelijke planeten.

Artikel: Katy L. Chubb, Michiel Min, Yui Kawashima, Christiane Helling, and Ingo Waldmann, ‘Aluminium oxide in the atmosphere of hot Jupiter WASP-43b’, Astronomy & Astrophysics,

 

Eerste publicatie: 1 juli 2020
Bron: SRON