Nieuw gevonden “mini”-Neptunus kan een oceaan of een atmosfeer hebben – maar niet voor lang

De planeet zal uiteindelijk ofwel eindigen als een rotsachtige kern bedekt met oceanen ofwel als een volledig kale planeetkern.

Een pas ontdekte verre mini-Neptunusplaneet bezit mogelijk een eigen atmosfeer, een oceaan of een combinatie van beide, ook al duren ze niet lang. De extrasolaire planeet, of exoplaneet, genaamd HD-2047496 b, die zich op een afstand van ongeveer 77 lichtjaar van de Aarde bevindt, heeft zijn kenmerken aan astronomen onthuld toen hij voorlangs zijn moederster bewoog.

De ontdekking kan wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe planetenstelsels zich ontwikkelen en waarom er in ons sterrenstelsel geen werelden ter grootte van Neptunus in de buurt van hun moederster voorkomen.

Het team van planeetwetenschappers van over de hele wereld heeft de kenmerken van de exoplaneet kunnen karakteriseren door gegevens van zijn ster te analyseren die zijn verzameld door de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS). Zij combineerden dit met gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), die de helderheid en de golflengtes van het licht van de ster, HD-2047496, onthulde en zo ook de kenmerken van de exoplaneet toen die voorlangs zijn ster bewoog.

De astronomen konden vaststellen dat HD-2047496-b, die de alternatieve naam TOI-1099 b heeft, een grootte van ongeveer 2,25 keer de Aarde heeft en een massa van ongeveer 1,6 keer de Aarde. dit betekent dat de exoplaneet minder dicht is dan de Aarde waardoor het team hem categoriseert als een “mini-Neptunus” – een planeet die minder massief is dan Neptunus maar toch lijkt op de ijsreus in ons zonnestelsel.

Het team heeft ook kunnen berekenen dat HD-2047496-b in slechts 6,4 aardse dagen om zijn ster draait en dit doet op een afstand van slechts 9,4 miljoen kilometer. Maar niet alles over deze pas ontdekte wereld is zeker.

HD-2047496-b heeft waarschijnlijk een rotsachtige kern bedekt met voornamelijk water of gas, maar het team weet momenteel niet welke, en of hij inderdaad beide heeft. Modellen van de planeet brachten hen niet dichter bij het bepalen van de specifieke kenmerken van de exoplaneet, maar wezen ook op het feit dat hij rijk kan zijn aan water, gas of beide. Maar wat de aard ook is van het materiaal dat de rotskern van HD-2047496-b bedekt, de situatie is waarschijnlijk tijdelijk.

Ook al is de gastheerster HD-2047496 slechts ongeveer 80% van de massa van de Zon en 79% van de grootte van onze ster, toch is hij groot genoeg om de exoplaneet van zijn waterstof- en heliumatmosfeer te ontdoen, aldus het model van het team.

Bij de meeste Neptunus-achtige planeten die op zulke korte afstand van een ster draaien, zou de atmosfeer zijn weggenomen en zouden de oceanen zijn weggekookt. Dit is een van de verklaringen voor het feit dat Neptunus-achtige werelden zelden dicht bij hun sterren worden aangetroffen, een probleem dat de “hete-Neptuniaanse woestijn” wordt genoemd. De planeten ter grootte van Neptunus of sub-Neptunus zijn dus gereduceerd tot rotsachtige kernen die overeenkomen met de zogenaamde super-Aarde exoplaneten.

HD-2047496 b is misschien aan dit lot ontsnapt omdat zijn ster slechts 520 miljoen jaar oud is, wat betekent dat het systeem waarin hij woont relatief jong is, vooral in vergelijking met ons 4,6 miljard jaar oude zonnestelsel. Daarom heeft de ster misschien nog geen tijd gehad om de atmosfeer van de planeet volledig te strippen.

De astronomen hebben berekend dat als de atmosfeer van de planeet nog niet is weggenomen en er alleen nog maar een oceaan overblijft, deze in de komende 500 miljoen jaar verdwijnt. Dan blijft HD 2047496-b over als een rotsachtige kern bedekt met oceanen of een volledig kale planeetkern als hij momenteel geen mix van oceaan en atmosfeer heeft.

“Verdere waarnemingen van zijn mogelijke atmosfeer en/of massaverlies zouden ons in staat stellen een onderscheid te maken tussen deze twee hypothesen,” schrijven de auteurs. “Zulke waarnemingen zouden bepalen of de planeet boven de radiuskloof blijft of dat hij zal krimpen en zich onder de kloof bevindt.”

Het onderzoek van het team is voor publicatie geaccepteerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics en is beschikbaar op de arXiv preprint server.

Eerste publicatie: 19 maart 2023
Bron: space.com