Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat de atmosfeer van exoplaneet KELT-9b ijzergas en gasvormig titanium bevat.

Hij is nog maar een jaar geleden ontdekt: exoplaneet KELT-9b die om ster KELT-9 draait en die met een temperatuur van ruim 3700 graden Celsius zichzelf de heetste planeet mag noemen. Omdat het niet duidelijk is hoe de atmosfeer van zo’n hete exoplaneet eruitziet, besloot een internationaal team wetenschappers – onder leiding van de Nederlandse astronoom Jens Hoeijmakers – dat verder uit te zoeken. Wat ze ontdekten, was verrassend: de atmosfeer van KELT-9b bevat gasvormig ijzer en titanium.

Lees ook: ‘Bron van neutrino met hoge energie ontdekt’

Korte baan

KELT-9 is een ster die zich op een afstand van 620 lichtjaar van de aarde bevindt in het sterrenbeeld Cygnus (Zwaan). Met een temperatuur van bijna 9900 graden Celsius is de ster bijna twee keer zo heet als de zon. Om KELT-9 draait planeet KELT-9b in een baan die dertig maal kleiner is dan de baan van de aarde rond de zon.

Omdat zijn baan zo klein is, draait KELFT-9b in 36 uur om zijn ster heen – en dat is rap. Door deze snelle orbit wordt de exoplaneet verwarmd tot ruim 3700 graden, wat veel heter is dan veel andere sterren. Hoe ziet de atmosfeer van zo’n helse planeet eruit?

Botsende moleculen

Om een antwoord op die vraag te kunnen geven, stelden astronomen eerst een theoretisch model op. Die simulaties toonden aan dat de meeste moleculen in de atmosfeer van KELT-9b uit elkaar vallen in atomen. De temperatuur van de exoplaneet is namelijk zó hoog dat de moleculen in de atmosfeer hevig op elkaar botsen, waardoor de molecuulbindingen kunnen breken.

Verder wezen de berekeningen ook uit dat er gasvormige ijzeratomen in de atmosfeer van KELT-9b aanwezig zouden moeten zijn en dat die kunnen worden waargenomen met telescopen. En dat lukte.

Vingerafdrukken

Het team van astronomen kreeg de exoplaneet in de gaten op het moment dat hij voor KELT-9 langs ging (een transit genaamd). Hierdoor werd het sterlicht deels tegengehouden en scheen een klein beetje licht door de bovenste lagen van de planeet z’n atmosfeer.

Met behulp van een spectrograaf – een instrument dat wit licht in verschillende kleuren opsplitst – kon het team de chemische samenstelling van KELT-9b zijn atmosfeer bepalen. Elk molecuul en atoom (aanwezig in de atmosfeer) absorbeert namelijk specifieke kleuren, waardoor elk element zijn eigen ‘vingerafdruk’ heeft.

Op deze manier kwamen de onderzoekers tot de ontdekking dat de atmosfeer van de exoplaneet ijzergas bevat. Niet veel later trof het team ook signalen aan van gasvormig titanium.

Artist impression van een zonsondergang op exoplaneet KELT-9b. © Denis Bajram

Ultra-hete Jupiters

Planeet KELT-9b valt onder een nieuwe klasse exoplaneten, ultra-hete Jupiters genaamd. Het onderzoek naar zijn atmosfeer zou volgens de wetenschappers nieuw licht werpen op de eigenschappen van de atmosfeer van andere ultra-hete Jupiters.

Veel exoplaneten die onder soortgelijke omstandigheden als KELT-9b bestaan, zijn inmiddels verdampt door de intense straling van de moederster. De kans is niet heel groot dat 9b dit lot ook staat te wachten, aangezien hij groot en zwaar genoeg is om de straling te kunnen weerstaan. Toch is de impact van die straling groot genoeg om moleculen in atomen uiteen te laten vallen, inclusief de moleculen waar ijzer en titanium normaal gesproken deel van zouden uitmaken.

Het onderzoek is gebubliceerd in Nature.

Bronnen: Nature, persbericht, The Guardian

De KIJK 50 jaar-special ligt in de winkel met daarin de spannendste, opmerkelijkste en grappigste verhalen uit de lange geschiedenis van het blad. Wil je deze editie liever bestellen? Dat kan ook in onze webshop.