WASP-121b is vermoedelijk veel dichter bij zijn moederster ontstaan dan werd aangenomen
Astronomen hebben met behulp van het Immersion GRating INfrared Spectrograph (IGRINS)-instrument op de Gemini South-telescoop de atmosfeer van WASP-121b onderzocht, een van de meest uitgebreid bestudeerde ultrahete Jupiters.
WASP-121b werd in 2016 ontdekt door astronomen met de WASP-South-survey en is 1,87 keer groter dan Jupiter en 1,18 keer zo zwaar.
De gastster, WASP-121, is een actieve hoofdreeksster van spectraalklasse F6 die ongeveer 1,5 keer zo groot is als de Zon.
Het WASP-121-systeem bevindt zich op een afstand van ongeveer 881 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Puppis – Achtersteven.
WASP-121b is een zogenaamde “hete Jupiter” en heeft slechts 1,3 dagen nodig om rond WASP-121 te draaien. De planeet bevindt zich zo dicht bij de moederster dat als de ster dichterbij zou komen, de zwaartekracht van de ster de planeet uit elkaar zou trekken.
Astronomen schatten dat de temperatuur van de planeet ongeveer 2500 °C is, heet genoeg om sommige metalen te laten koken.
De nieuwe IGRINS-waarnemingen hebben iets onverwachts aan het licht gebracht over de ontstaansgeschiedenis van WASP-121b.
Met deze waarnemingen hebben astronoom Peter Smith van de Arizona State University en zijn collega’s voor het eerst aangekondigd dat de verhouding tussen gesteente en ijs voor een transiterende planeet kan worden gemeten met één enkel instrument.
“Gegevens op de grond van Gemini South met behulp van IGRINS hebben feitelijk nauwkeurigere metingen van de individuele chemische abundanties opgeleverd dan zelfs telescopen in de ruimte hadden kunnen bereiken”, aldus Dr. Smith.
De spectroscopische gegevens tonen aan dat WASP-121b een hoge verhouding tussen gesteente en ijs heeft, wat aangeeft dat de planeet een overmaat aan gesteentemateriaal heeft verzamelend tijdens zijn ontstaan.
Dit suggereert dat de planeet is ontstaan in een gebied van de protoplanetaire schijf waar het te heet was voor condensatie van ijs, wat een verrassende ontdekking is, aangezien doorgaans wordt aangenomen dat gasreuzen vast ijs nodig hebben om te ontstaan.
“Onze meting betekent dat deze typische visie wellicht moet worden heroverwogen en dat onze modellen voor planeetvorming opnieuw moeten worden bekeken”, aldus Smith.
De astronomen ontdekten ook opmerkelijke kenmerken van de atmosfeer van WASP-121b.
Het klimaat van deze planeet is extreem en niet te vergelijken met dat van de Aarde. De dagzijde van de planeet is zo heet dat elementen die doorgaans als “metaal” worden beschouwd, in de atmosfeer verdampen, waardoor ze via spectroscopie kunnen worden gedetecteerd.
Sterke winden blazen deze metalen naar de permanente nachtzijde van de planeet, waar het koel genoeg is om te condenseren en uit te regenen – een effect dat werd waargenomen op WASP-121b in de vorm van calciumregen.
“De gevoeligheid van ons instrument vordert tot het punt waarop we deze elementen kunnen gebruiken om verschillende regio’s, hoogtes en lengtegraden te onderzoeken om subtiliteiten zoals windsnelheden te zien, wat onthult hoe dynamisch deze planeet is”, aldus Smith.
De bevindingen zijn in de Astrophysical Journal gepubliceerd.
Artikel: Peter C. B. Smith et al. 2025. The Roasting Marshmallows Program with IGRINS on Gemini South. II. WASP-121 b has Superstellar C/O and Refractory-to-volatile Ratios. AJ 168, 293; doi: 10.3847/1538-3881/ad8574
Eerste publicatie: 4 februari 2025
Bron: sci-news
