Primitieve atmosfeer ontdekt rond een “warme”-Neptunus

Warme Neptunus
Artist impression van de transitie van HAT-P-26b, waargenomen door de Hubble Space Telescope en de Spitzer Space Telescope. Credit: NASA/JPL

Onverwacht hebben astronomen van de NASA een primitieve atmosfeer ontdekt rond een exoplaneet die als een warme Neptunus te boek staat. Het gaat om de atmosfeer van de verre exoplaneet HAT-P-26b. De waarnemingen zijn gedaan met de Hubble Space Telescope en de Spitzer Telescope die ook in een baan om de Aarde draait.

De planeet wordt een warme Neptunus genoemd omdat de planeet vergelijkbaar in grootte is met onze eigen Neptunus maar wel veel dichter om zijn ster draait. De planeet bevindt zich op een afstand van ongeveer 430 lichtjaar en heeft een atmosfeer die nagenoeg volledig uit waterstof en helium bestaat. Er zouden ook nagenoeg geen wolken voorkomen op de planeet.

De primitieve atmosfeer suggereert dat de planeet, anders dan de ijsreuzen Neptunus en Uranus, erg dicht bij zijn ster is ontstaan of later in de ontwikkeling van het sterstelsel is ontstaan. De ontdekking zou grote implicaties kunnen hebben over hoe wetenschappelijks denken over het ontstaan en de ontwikkeling van planeetsystemen in verre sterrenstelsels. De ontdekking toont aan dat er een veel grotere variëteit is in de atmosferen van exoplaneten dan voorheen werd aangenomen.

Deze warme Neptunus is een veel kleinere planeet dan voorheen uitgebreid bestudeerd kon worden dus deze nieuwe ontdekking over de atmosfeer van deze planeet voelt aan als een grote doorbraak in de kennis over hoe zonnestelsels ontstaan en hoe we ze kunnen vergelijken met ons eigen zonnestelsel.

Om de atmosfeer van HAT-P-26b te kunnen bestuderen werden gegevens verzameld op het moment dat de planeet voorlangs zijn ster trok. Een dergelijke gebeurtenis noemen we een transitie. Tijdens een transitie wordt een heel klein deel van het sterlicht gefilterd door de atmosfeer van de planeet die op sommige golflengtes dan licht absorbeert en op andere golflengtes niet. Door te kijken hoe dit sterlicht verandert als gevolg van deze filtering kunnen onderzoekers de chemische samenstelling van de atmosfeer achterhalen.

Voor HAT-P-26b werden de gegevens gebruikt die door de Hubble Space Telescope en de Spitzer Space Telescope waren verzameld. Deze analyse leverde een beeld op dat gedetailleerd genoeg is om te stellen dat er weinig tot geen wolken voorkomen op de planeet en dat er een sterk signaal van water is. Het is ook de beste aanduiding voor water op een exoplaneet van een dergelijk grootte die we tot nu toe hebben.

De onderzoekers hebben het signaal van water gebruikt om de metalliciteit te bepalen. De metalliciteit is een indicatie over hoeveel elementen zwaarder dan waterstof en helium er op de planeet voorkomen. Het bepalen van de metalliciteit geeft astronomen aanwijzingen over hoe een planeet is ontstaan.

Om planeten op basis van hun metalliciteit met elkaar te vergelijken gebruiken astronomen de Zon is referentie. Je kan dat vergelijken met de hoeveelheid cafeïne in verschillende drankjes door ze te vergelijken met een standaard kop koffie.

In ons zonnestelsel suggereren de metalliciteit van Jupiter ( 5 * groter dan de Zon) en Saturnus (10 * groter dan de Zon) dat deze gasreuzen bijna helemaal uit waterstof en helium bestaan. Neptunus en Uranus bevatten echter ook zwaardere elementen. Ze hebben een metalliciteit die ongeveer 100 * zo groot is als de Zon.

Astronomen denken dat dit komt omdat, in de periode dat het zonnestelsel zijn vorm kreeg, Neptunus en Uranus ontstonden in een gebied aan de buitenkant van de enorme schijf van gas, stof en rotsen die om de jonge Zon draaide. Dit zorgde er voor dat deze planeten werden gebombardeerd met heel veel ijs en rotsen dat rijk was aan zwaardere elementen. Jupiter en Saturnus ontstonden in een warmer gedeelte van deze schijf en kregen daarom ook met veel minder ijs en stof te maken.

De metalliciteit van HAT-P-26b is slechts ongeveer 4,8 * de Zon en dat ligt veel dichter bij de waarde van Jupiter dan bij die van Neptunus. Dit is iets dat astronomen niet hadden verwacht en het strookt ook niet met ideeën over planeetvorming.

Astronomen zijn pas net begonnen met het onderzoeken van de atmosferen van Neptunus-achtige exoplaneten en meteen vinden ze dus een exemplaar dat niet past in de huidige theorieën. Dat kan toeval zijn maar dat zullen we pas weten als er veel meer exo-planeten zijn onderzocht.

 

Eerste publicatie: 12 mei 2017
Bron: NASA

 

We doen dagelijks onze best om alle artikelen zonder taal-, tik- en inhoudelijke fouten te plaatsen maar ondanks alle controle zie je zelf vaak je eigen fouten niet meer. Daarom stellen we het uitermate op prijs als je een fout komt melden!
Als je een spelfout hebt gevonden selecteer dan a.u.b. de tekst en druk Ctrl+Enter. Heb je een inhoudelijke fout gevonden, schrijf dan in het commentaarveld wat er volgens jou niet correct is.
We proberen alle gemelde fouten zo snel als mogelijk te verbeteren. Omdat de meldingen anoniem zijn vindt er geen communicatie plaats met de indiener. We houden ons het recht voorbehouden om meldingen niet te verwerken.