Cheops vindt metalen wolken in de atmosfeer van een ultra hete Neptunus
Afgezien van de Maan is de planeet Venus het helderste object aan onze nachtelijke hemel. De dikke wolkenlaag van Venus reflecteert 75% van het zonlicht. Ter vergelijking: de Aarde reflecteert slechts ongeveer 39% van het invallende zonlicht. Een nieuwe analyse van gegevens van de Cheops-ruimtesonde van de ESA toont aan dat de exoplaneet LTT 9779b, ter grootte van Neptunus, 80% van het licht weerkaatst dat er door zijn moederster LTT 9779 op wordt geworpen. Het is hiermee de meest stralende exoplaneet die tot nu toe is gevonden. De reden voor zijn hoge reflectiviteit is dat de planeet wordt bedekt door reflecterende wolken van metaal en silicaten.
LTT 9779 is een ster van spectraalklasse G8 die ongeveer 260 lichtjaar van de Aarde is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Sculptor – Beeldhouwer.
De ster is ook bekend als TOI-193, CD-38 15670 en HIC 117883 en heeft een leeftijd van ongeveer 2 miljard jaar. De ster is metaalrijk en heeft ongeveer 2 keer meer ijzer in zijn atmosfeer dan de Zon.
LTT 9779b is in 2020 gevonden met behulp van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).
De planeet is 4,6 keer groter dan de Aarde en heeft een massa van 29 keer de Aarde. Dit betekent dat de dichtheid overeenkomt met die van Neptunus en zijn atmosfeer goed is voor ongeveer 9% van de totale massa van de planeet.
De exoplaneet draait met een periode van 19 uur om zijn ster heen en bevindt zich in de zogenaamde “Neptuniaanse woestijn”, een gebied waar, op grond van massa en grootte, weinig tot geen planeten worden gevonden.
De straling van de ster warmt de planeet op tot ongeveer 1730 graden Celsius. Bij deze temperaturen ioniseren zware elementen zoals ijzer in de atmosfeer en kunnen moleculen worden gedissocieerd.
Het hoge albedo van de LTT 9779b (de fractie van het licht dat een object weerkaatst) kwam als een verrassing.
Elke temperatuur boven de 100 graden Celsius is te heet om waterwolken te vormen, maar de temperatuur van de atmosfeer van deze planeet zou zelfs te heet moeten zijn voor wolken van metaal of glas.
Het was voor de onderzoekers echt een puzzel totdat ze zich realiseerden dat ze over deze wolkenvorming op dezelfde manier moesten nadenken als condensvorming in een badkamer na een warme douche.
Om een badkamer te bevochtigen kun je ofwel de lucht koelen totdat waterdamp condenseert of je kunt het hete water laten lopen totdat er wolken ontstaan, omdat de lucht zo verzadigd is met damp dat het gewoon niet meer vastgehouden kan worden.
Op deze manier kan LTT 9779b metaalwolken vormen, ondanks dat het zo heet is, omdat de atmosfeer oververzadigd is met silicaten en metaaldampen.
De onderzoekers geloven dat deze metalen wolken de planeet helpen te overleven in de hete Neptunus-woestijn. De wolken weerkaatsen licht en voorkomen dat de planeet te heet wordt en verdampt.
Ondertussen zijn planeet en haar atmosfeer zwaar en moeilijker weg te blazen omdat ze zeer metaalachtig zijn.
Om de eigenschappen van LTT 9779b te bepalen, gebruikten de astronomen gegevens die waren verzameld door de Cheops-missie van de ESA.
LTT 9779b is een ideaal doelwit voor vervolgonderzoeken met de Hubble als de Webb Telescopen. Deze telescopen kunnen astronomen in staat stellen deze exoplaneet te verkennen met een breder golflengtebereik, inclusief infrarood en Uv-licht, om de samenstelling van zijn atmosfeer beter te begrijpen.
De bevindingen zijn in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.
Artikel: S. Hoyer et al. 2023. The extremely high albedo of LTT 9779 b revealed by CHEOPS: An ultrahot Neptune with a highly metallic atmosphere. A&A 675, A81; doi: 10.1051/0004-6361/202346117
Eerste publicatie: 11 juli 2023
Bron: sci-news
