Astronomen zien glorie-effect in de atmosfeer van WASP-76b
Astronomen hebben met behulp van de Europese CHEOPS en verschillende andere ESA- en NASA-missies tekenen van een regenboogachtig “glorie-effect” gevonden in de atmosfeer van de ultra-hete Jupiter WASP-76b. dit effect treedt op wanneer licht wordt gereflecteerd door wolken die bestaan uit een perfect uniforme maar tot nu toe onbekende substantie. Het “glorie-effect” wordt vaak gezien op Aarde en is slechts één keer gevonden op een andere planeet, Venus. Indien bevestigd zal deze eerste exoplanetaire glorie meer onthullen over de aard van deze exoplaneet, met spannende lessen over hoe je vreemde, verre werelden beter kunt begrijpen.
WASP-76b is een ultra-hete Jupiter die ongeveer 640 lichtjaar van ons is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Vissen – Pisces. De planeet werd in 2016 gevonden en draait met een periode van 1,8 dagen in een baan om de ster WASP-76. Dit is een ster van spectraalklasse F.
WASP-76b draait ineen gebonden rotatie om de ster. Dit wil zeggen dat altijd dezelfde zijde naar de stere toe is gericht. Aan d dagzijde ontvangt de planeet duizenden keren meer straling van zijn ster dan de Aarde ontvangt van de Zon.
Aan de dagzijde kan de temperatuur oplopen tot meer dan 2400 °C. dat is hoog genoeg om metalen te doen verdampen. Maar de temperatuur aan de nachtzijde is beduidend lager, ongeveer 1320 °C.
Aan deze zijde smelten en verdampen elementen die op Aarde gesteente zouden vormen, om vervolgens aan de iets koelere nachtzijde te condenseren, waardoor ijzerwolken ontstaan die gesmolten ijzerregen laten druppelen.
Maar astronomen zijn verbaas over de schijnbare asymmetrie, of wankelheid, in de “ledematen” van WASP-76b – de buitenste gebieden ervan, gezien als deze voor zijn moederster langs beweegt.
WASP-76b wordt door de intense straling van zijn ster “opgeblazen”. Dus hoewel hij 10% minder massief is dan Jupiter is hij bijna twee keer zo groot.
Wat belangrijk is om in gedachten te houden is de ongelooflijke omvang van waar we getuige van zijn, aldus astronomen.
Wsp-76b bevindt zich op enkele honderden lichtjaren afstand – een intens hete gasreus waar het waarschijnlijk gesmolten ijzer regent. Ondanks de chaos lijkt het erop dat astronomen de potentiële tekenen van een glorie hebben gevonden. Maar het is een ongelooflijk zwak signaal.
In het onderzoek analyseerden de auteurs gegevens van verschillende ESA- en NASA-missies, waaronder CHEIPS, TESS, Hubble en Spitzer.
CHEOPS hield WASP-76b intensief in de gaten terwijl deze voor en rond zijn zonachtige ster passeerde. Na 23 waarnemingen gedurende 3 jaar lieten de gegevens een verrassende toename zien in de hoeveelheid licht afkomstig van de oostelijke “terminator” van de planeet – de grens waar dag en nacht samenkomen.
Hierdoor konden de astronomen de oorsprong van het signaal ontwarren.
Dit is de eerste keer dat er zo’n scherpe verandering is waargenomen in de helderheid van een exoplaneet, aldus de onderzoekers.
Deze ontdekking brengt de astronomen ertoe te veronderstellen dat deze onverwachte gloed veroorzaakt zou kunnen worden door een sterke, gelokaliseerde en anisotrope (richtingsafhankelijke) reflectie – het glorie-effect.
Nooit eerder hebben astronomen dergelijke kleurrijke, concentrische ringen op een extrasolair object gezien.
Indien bevestigd door toekomstige onderzoeken dus deze eerste extraplanetaire glorie van WASP-76b een uniek object maken en astronomen een goed hulpmiddel geven om de atmosfeer van verre exoplaneten te begrijpen en hoe bewoonbaar ze zouden kunnen zijn.
Bevestiging van het glorie-effect zou de aanwezigheid betekenen van wolken bestaande uit perfect ronde druppeltjes, die minstens drie jaar hebben geduurd of voortdurend worden aangevuld.
Om dergelijke wolken te laten voortbestaan zou de temperatuur van de atmosfeer ook in de loop van de tijd stabiel moeten zijn – een fascinerend en gedetailleerd inzicht in wat er aan de hand zou kunnen zijn bij WASP-76b.
Belangrijk is dat het feit dat we zulke kleine wonderen zo ver weg kunnen detecteren, het wetenschappers en ingenieurs zal leren hoe ze ander moeilijk waarneembare maar kritische verschijnselen kunnen detecteren. Zonlicht dat bijvoorbeeld wordt weerkaatst door vloeibare meren en oceanen, een vereiste voor bewoonbaarheid.
Er is verder bewijs nodig om met zekerheid te kunnen zeggen dat dit intrigerende “extra licht” een zeldzame glorie is. Vervolgwaarnemingen met het NIRSPEC-instrument aan boord van de Webb Space Telescope zouden dat werk kunnen doen. Of de aanstaande Ariel-ruimtemissie van de ESA zou de aanwezigheid van een glorie kunnen bewijzen. Mogelijk zouden er nog meer glories kunnen worden gevonden afkomstig van andere exoplaneten.
Een artikel met de bevindingen van de onderzoekers is in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.
Artikel: O.D.S. Demangeon et al. 2024. Asymmetry in the atmosphere of the ultra-hot Jupiter WASP-76b. A&A 684, A27; doi: 10.1051/0004-6361/202348270
Eerste publicatie: 6 april 2024
Bron: sci-news/ESA
