Webb Telescope levert direct bewijs voor kooldioxide op een exoplaneet
Een systeem op 130 lichtjaar afstand bevat een gas dat essentieel is voor levensprocessen op Aarde.
De Webb Space Telescope heeft voor het eerst directe beelden vastgelegd van koolstofdioxide op een planeet buiten ons zonnestelsel.
De beelden tonen HR 8799, een meervoudig planetensysteem op 130 lichtjaar van de Aarde. De ontdekking onthult niet alleen een chemische verbinding die essentieel is op Aarde voor processen zoals fotosynthese en de koolstofcyclus, maar geeft ook aan dat gasreuzen elders in de Melkweg op een vergelijkbare manier zijn ontstaan als onze lokale reuzen Jupiter en Saturnus. De analyse van de Webb-beelden door het team zijn vandaag in The Astrophysical Journal gepubliceerd.
“Door deze sterke koolstofdioxidekenmerken te zien, hebben we aangetoond dat er een aanzienlijk deel zwaardere elementen, zoals koolstof, zuurstof en ijzer in de atmosfeer van deze planeten zit”, aldus William Balmer, astrofysicus aan de Johns Hopkins universiteit en hoofdauteur van de studie. “Gezien wat we weten over de ster waar ze omheen draaien, duidt dat er waarschijnlijk op dat ze zijn ontstaan via kernaccretie.”
Het HR 8799-systeem is ongeveer 30 miljoen jaar oud, wat het ronduit infantiel maakt op de astronomische tijdsschaal, aangezien het pas halverwege het uitsterven van de dinosauriërs en de moderne tijd is ontstaan. Ons eigen zonnestelsel is ongeveer 4,6 miljard jaar oud.
Vanwege de prille ontwikkeling zenden de planeten in het HR 8799-systeem veel infraroodlicht uit – perfecte emissies voor de Webb, die beelden maakt op infrarood- en nabij-infrarode golflengtes. Door deze emissies te analyseren kunnen wetenschappers bepalen hoe de planetenzijn ontstaan en andere kenmerken van deze verre werelden ontdekken.
“Onze hoop met dit soort onderzoek is om ons eigen zonnestelsel, het leven en onszelf te begrijpen in vergelijking met andere exoplanetaire systemen, zodat we ons bestaan kunnen contextualiseren,” aldus Balmer.
“We willen foto’s maken van andere zonnestelsels en zien hoe ze vergelijkbaar of verschillend zijn in vergelijking met het onze. Van daaruit kunnen we proberen een idee te krijgen van hoe vreemd ons zonnestelsel werkelijk is – of hoe normaal.”
Grote planeten zoals Jupiter ontstaan op twee manieren, voor zover planeetwetenschappers weten: ze ontwikkelen ofwel vaste kernen die vervolgens door zwaartekracht aan gas vastkleven, of ze storten snel in tot een planeet vanuit een schijf van afkoelend materiaal rond een jonge ster.
Op basis van de analyse gelooft het team dat de vier planeten in HR 8799 van onder naar boven zijn ontstaan en het bestuderen van meer Webb-waarnemingen zou kunnen onthullen hoe gebruikelijk – of zeldzaam – die benadering van planeetvorming is.
In 2022 ontdekte de Webb ondubbelzinnig bewijs van koolstofdioxide in de atmosfeer van een verre exoplaneet genaamd WASP-39b. maar die detectie werd indirect gedaan, dus de nieuwste prestatie bevestigt opnieuw het vermogen van de telescoop om het gas in verre stersystemen te zien.
Het onderzoeken van de gigantische gasplaneten zoals die onlangs zijn waargenomen in HR 8799 kan onderzoekers helpen inzicht te krijgen in hoe die enorme planeten minder massieve werelden om ons heen beïnvloeden, ten goede en ten kwade.
De waarnemingen van het team leidden ook tot de allereerste detectie van de binnenste planeet van het systeem, een ander testterrein waarop Webb met vlag en wimpel slaagde. Het miljarden euro’s kostende ruimteobservatorium verzamelt stapels gegevens die astrofysici kunnen doorspitten waardoor de bronnen van het oudste licht dat we kunnen zien worden onthuld en details van planeten worden blootgelegd die voorheen te zwak waren om te identificeren.
Webb revolutioneert de astrofysische ontdekkingen die wetenschappers kunnen doen door diep in de ruimte te turen. De verwachting is dat de telescoop minstens 10 jaar en misschien wel langer, operationeel zal zijn. Bereid je dus voor op jaren van nieuwe inzichten in het ontstaan van planeten.
Eerste publicatie: 17 maart 2025
Bron: sci-news
