Neptunusachtige planeet gevonden op een onmogelijke plek

Een internationaal team van astronomen heeft de ontdekking van een Neptunusachtige planeet aangekondigd bij een ster die ongeveer 920 lichtjaar van de Aarde is verwijderd. De onderzoekers noemen het de “verboden Planeet” want het object bevindt zich op een plek die voorheen voor onmogelijk werd gehouden.

Het onderzoek is gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en het beschrijft de ontdekking van een Neptunusachtige planeet die in slechts 1,34 dagen om zijn ster heen draait. Het is voor het eerst dat een dergelijke planeet zo dicht bij zijn ster wordt aangetroffen. Astronomen noemen het de Neptuniaanse woestijn om dit gebied te beschrijven. In dit gebied kunnen wel hete Jupiters en kleine, rotsachtige planeten voorkomen maar een Neptunusachtige planeet zou, volgens de geldende inzichten, meteen tot zijn kern verdampen.

De nieuw gevonden planeet heeft de aanduiding NGTS-4b gekregen. De planeet is met behulp van de Next Generation Transit Survey gevonden. Deze telescoop maakt deel uit van de Paranal sterrenwacht van de ESO in de Chileense Atacama woestijn.

Het team werd geleid door astronoom Richard West van de universiteit van Warwick. Ze gebruikten de transitiemethode om de planeet te vinden en de baan van de planeet te bepalen. De gevonden exoplaneet is ongeveer 20% kleiner dan Neptunus en ongeveer 3 keer zo groot als de Aarde. Tijdens de transitie nam het licht van de ster 0,2% af. Het is voor het eerst dat een telescoop vanaf de Aarde een dergelijk kleine lichtafzwakking heeft kunnen waarnemen.

Het is ook voor het eerst dat een exoplaneet met een omlooptijd van slechts 1,34 dagen vanaf de Aarde wordt gevonden. Daarnaast is het zelfs de kleinste exoplaneet die vanaf de Aarde is ontdekt.

En dan speelt er dus ook nog de kwestie van de Neptuniaanse woestijn.

De Neptuniaanse woestijn

De term “Neptuniaanse woestijn” is afkomstig van de waarnemingen dat er maar weinig planeten met een gemiddelde massa dicht bij hun ster zijn te vinden.

Eerder al waren er Neptuniaanse planeten met omlooptijden van 5,44 dagen (WASP-166b) en 4,23 dagen (HAT-P-26b) gevonden. Planeten met een baanperiode van een of twee dagen, de Neptuniaanse woestijn, zijn er nauwelijks.

De reden hiervoor is dat dergelijke planeten (grote planeten met een lage dichtheid zoals Neptunus) door de straling van hun ster worden gekookt. Grotere planeten met  de grootte van bijvoorbeeld Jupiter kunnen hier wel overleven omdat hun massa en zwaartekracht er voor zorgt dat ze hun atmosfeer vast kunnen houden. Kleinere, rotsachtige planeten zijn veel dichter en koken dus niet weg.

De naam “Verboden Planeet” is eigenlijk niet juist want dat de planeet bestaat betekent dat die zich niet op een onmogelijke positie bij zijn ster bevindt. De meest logische verklaring is dat NGST-4b pas onlangs op deze positie is aangekomen en dat daardoor de atmosfeer nog niet is verdwenen.

De planeet heeft niet genoeg massa om op deze afstand tot zijn ster, zijn atmosfeer vast te houden. Dat betekent dat de planeet vermoedelijk op een andere plek in het stelsel is ontstaan en pas redelijk recent naar deze korte omloopbaan is gemigreerd.

Migratie

NGST-4b is vermoedelijk een heel goed voorbeeld van de verplaatsing van planeten in een planetenstelsel. De planeet is veel verder weg van zijn ster ontstaan en is langzaamaan steeds dichter naar zijn ster toe gaan bewegen.

Maar de onderzoekers hebben nog een tweede, mogelijke verklaring: NGST-4b was een ongewoon zware planeet. Mogelijk is de planeet vroeger vele malen zwaarder geweest dan die nu is en heeft de nabijheid tot de ster er voor gezorgd dat de atmosfeer de ruimte in is geblazen. Dat zorgt er dus voor dat NGST-4b in de loop der tijd steeds kleiner en lichter is geworden en dat de massa van de planeet steeds meer door de kern wordt bepaald in plaats van door de atmosfeer.

Dit zou bevestigt kunnen worden door de planeet tijdens een transitie waar te nemen op ultraviolette golflengtes. Als er dan signalen van waterstof worden gevonden dan zou dit bevestigen dat het gewoon een van de vele planeten in de Neptuniaanse woestijn is die zijn ontdaan van hun atmosfeer

Ondertussen maken West en zijn collega’s plannen om hun gegevens te onderzoeken op gelijkaardige objecten in de Neptuniaanse woestijn. Misschien is die woestijn toch veel groener dan wordt aangenomen.

Bron: Universiteit van Warwick

Eerste publicatie: 30 mei 2019