Een team astronomen van het MIT heeft de atmosfeer van de exoplaneet WASP-121b onderzocht. En het is er altijd code rood.

Astronomen van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben voor het eerst de atmosfeer van WASP-121b nauwkeurig in kaart gebracht. In het vakblad Nature Astronomy, schetsen de wetenschappers de bizarre wereld: het is zó heet op deze gasreus dat het edelstenen regent.

Lees ook:

• Gasreus heeft recordbrekende omloopbaan
• Is deze hete Jupiter de allerzwartste exoplaneet?
• Sterrenstelsels worden heter met de jaren

De zonnige kant

WASP-121b bevindt zich op zo’n 850 lichtjaar vanaf de aarde en is in 2015 al ontdekt. De planeet, een zogenoemde hete Jupiter, cirkelt binnen 30 uur om zijn ster. Zoals de naam doet vermoeden zijn dit soort exoplaneten gasreuzen, net zoals Jupiter. Het grote verschil is dat Jupiter een omloopbaan van 12 jaar heeft, terwijl hete Jupiters zo dichtbij hun moederster staan dat ze er binnen 10 dagen of minder omheen draaien.

Door deze korte afstand ‘kijken’ de gloeiende gasreuzen altijd met één kant naar de zon. Op de ene helft van WASP-121b is het dus altijd dag en op de andere helft is het altijd nacht. Dat fenomeen, synchrone rotatie, zien we trouwens ook bij de maan. Daarvan aanschouwen we vanaf de aarde altijd dezelfde kant.

Streepjescode

Het MIT-team observeerde WASP-121b met de spectroscopische camera van NASA’s Hubble Space Telescope. Wanneer een exoplaneet zijn moederster passeert, straalt een deel van het sterrenlicht door de exoplanetaire atmosfeer. De brede verzameling moleculen in de atmosfeer absorberen dat licht in verschillende mate. Het licht splitst daarom op in een spectrum van unieke golflengtes die de Hubble telescoop vervolgens opvangt. Wetenschappers kunnen dit spectrum aflezen als een soort streepjescode: bij verschillende golflengtes horen specifieke moleculen.

De MIT-onderzoekers waren in dit geval opzoek naar watermoleculen. Op welke manier water verdampt en condenseert geeft veel weg over de atmosfeer van de exoplaneet.

Edelstenen

Aan de zonnige kant van de planeet lopen de temperaturen op tot zo’n 3200 graden Celsius. Die schroeiende hitte trekt de watermoleculen uit elkaar tot atomen. Maar aan de nachtkant is het zo’n 1600 graden Celsius koeler. Dit enorme temperatuurverschil veroorzaakt sterke winden die van west naar oost rondom de planeet waaien. De atomen worden met 5 kilometer per seconde naar de nachtzijde van de planeet getrokken. Omdat het daar relatief koel is, komen de atomen aan de nachtkant weer samen tot watermoleculen. Deze waterdamp wordt vervolgens terugblazen naar de dagzijde, waar de cyclus opnieuw begint.

Hoogstwaarschijnlijk is water niet de enige stof die rond de planeet circuleert. De astronomen ontdekten dat de nachtzijde ook koud genoeg is voor wolken van ijzer en korund – een mineraal dat we op aarde vooral tegenkomen in robijnen en saffieren. Deze wolken kunnen, net zoals de waterdamp, naar de dagzijde zwiepen, waar de hoge temperaturen de juwelendamp uit elkaar rukt tot atomen. Terwijl de korundwolken rond de planeet reizen, regent het dan ook af en toe vloeibare edelstenen.

Later dit jaar willen de astronomen WASP-121b onderzoeken met de James Webb Space Telescope. Ze hopen de circulaties van andere stoffen ook in kaart te brengen.

Bronnen: Nature Astronomy, Eurekalert, NASA

Beeld: Wikimedia Commons