De James Webb-ruimtetelescoop nam een kijkje in de atmosfeer van een nabije exoplaneet en deed opmerkelijke waarnemingen, waaronder wolken van zand.

Met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop konden astronomen diep in de atmosfeer van een nabije exoplaneet kijken – een planeet die rond een andere ster draait dan de zon. Daar zagen ze een paar opvallende dingen, waaronder wolken en regen van zand. Dat melden wetenschappers van de KU Leuven (en Nederlandse collega’s) in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Lees ook:

• Kennis over het universum op losse schroeven door James Webb?
• Zwaarste element ooit in atmosfeer exoplaneten ontdekt
• Exoplaneet tart theorie over planeetvorming

Warm vanbinnen

De astronomen keken naar de in 2017 ontdekte WASP-107b, een unieke gasvormige exoplaneet die rond een ster draait die iets minder groot en heet is dan de zon. Zijn massa is vergelijkbaar met die van Neptunus, maar WASP-107b is bijna drie keer zo groot en heeft ongeveer het formaat van Jupiter. Hierdoor heeft de exoplaneet – die op 200 lichtjaar afstand van de aarde staat – een heel lage dichtheid. Dankzij die lage dichtheid kon de James Webb-telescoop ruwweg vijftig keer dieper in zijn atmosfeer kijken dan bij andere gasreuzen.

En daar zagen de astronomen een paar opvallende dingen. Zo zat er geen methaangas in de atmosfeer. Dat doet de astronomen vermoeden dat WASP-107b warm vanbinnen is. Blijkbaar dringen de warmtestralen van de relatief koele ster toch diep de planeet binnen, waarschijnlijk vanwege de lage dichtheid van de planeet.

Verder zagen ze ook zwaveldioxide, terwijl eerdere computermodellen juist hadden voorspeld dat die stof er niet zou zijn. Met nieuwe modellen laten de astronomen nu zien dat de warmtestralen van de ster (bestaand uit hoogenergetische fotonen) gunstig zijn voor de vorming van zwaveldioxide.

Zandregen

Maar er was iets geks aan de hand met het zwaveldioxide (en waterdamp) op WASP-107b. De waarnemingen waren een stuk minder duidelijk dan je zou verwachten in een atmosfeer zonder wolken.

Verder onderzoek wees uit dat er inderdaad wolken zijn. Hoewel wolken al op andere exoplaneten zijn waargenomen, is dit de eerste keer dat astronomen de chemische samenstelling ervan konden vaststellen. In dit geval bestaan ze uit kleine silicaatdeeltjes, een van de belangrijkste stoffen in zand.

Aardse wolken vormen als verdampt water hoog in de lucht afkoelt en condenseert tot druppels vloeibaar of zelfs bevroren water. De buitenste atmosfeerlaag van WASP-107b heeft een temperatuur van ongeveer 500 graden; waterdamp condenseert daar niet, silicaatdamp wel.

“Het feit dat we deze zandwolken hoog in de atmosfeer zien, moet betekenen dat de zandregendruppels verdampen in diepere, zeer hete lagen en dat de resulterende silicaatdamp terug naar boven wordt verplaatst, waar ze opnieuw condenseren om nieuwe silicaatwolken te vormen”, zegt auteur Michiel Min in een persbericht. “Dit lijkt erg op de cyclus van waterdamp en wolken op onze eigen aarde, maar dan met druppels gemaakt van zand.”

Revolutie

Dit onderzoek werpt niet alleen licht op de exotische wereld van WASP-107b, maar verbetert volgens de astronomen ook ons begrip van atmosferen op andere exoplaneten. “De James Webb-ruimtetelscoop zorgt voor een revolutie in de karakterisering van exoplaneten en levert ongekende inzichten met een opmerkelijke snelheid”, zegt hoofdauteur Leen Decin.

Specs

Bronnen: Nature, KU Leuven via EurekAlert!

Openingsbeeld: Illustration: Luca School of Arts, Belgium/Klaas Verpoest (Visuals), Johan van Looveren (Typography). Science: Achrène Dyrek (CEA and Université Paris Cité, France), Michiel Min (Sron, The Netherlands), Leen Decin (Ku Leuven, Belgium)/European Miri Exo Gto Team/Esa/NASA.

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!