In de atmosfeer van planeet WASP-107b drijven wolken van zand in plaats van water. Dat blijkt uit waarnemingen van ruimtetelescoop James Webb.
De atmosfeer van planeet WASP-107b bestaat uit zwaveldioxide en waterdamp. Hierin drijven enorme wolken die niet gemaakt zijn van waterdamp, maar van zand. Dat blijkt uit de meetgegevens van de James Webb-ruimtetelescoop die die planeet in beeld bracht.
Astronomen ontdekten deze bijzondere exoplaneet (een planeet die om een andere ster draait dan de zon) in 2017. Hij bevindt zich op ongeveer 200 lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Maagd.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Suikerspinplaneet
WASP-107b heeft een massa die ongeveer gelijk is aan die van Neptunus. Zijn straal is veel groter, vergelijkbaar met die van Jupiter. Daardoor is WASP-107b nog minder compact dan andere gasreuzen. Dat leverde hem de bijnaam ‘de suikerspinplaneet’ op.
‘Deze luchtige planeet heeft een van de laagste dichtheden die we ooit hebben gezien’, zegt sterrenkundige Leen Decin van de KU Leuven in België. ‘Dat stelt ons in staat om echt heel diep in de atmosfeer van de planeet te kijken.’
Zwavelmysterie
Decin en haar collega’s gebruikten een instrument van de James Webb-ruimtetelescoop dat infraroodstraling meet: MIRI (Mid-Infrared Instrument). Ze ontdekten dat de atmosfeer voornamelijk uit zwaveldioxide en waterdamp bestaat.
Zwaveldioxide is eerder ontdekt op hete gasreuzen met een gemiddelde temperatuur van 1200 kelvin (927 graden Celsius), zegt Decin. Het was echter verrassend om zwaveldioxide aan te treffen op WASP-107b, omdat de temperatuur op deze planeet maar net wat meer dan 700 kelvin (427 graden Celsius) is. Over het algemeen wordt aangenomen dat dat te koud is voor de vorming van grote hoeveelheden zwaveldioxide.
Mogelijk ontstaat deze stof juist dankzij de lage dichtheid van de planeet. Door deze luchtige structuur kan uv-straling van de ster waar de planeet omheen draait ver doordringen in de atmosfeer. Daar kan de straling chemische reacties veroorzaken die zwaveldioxide produceren.
Zandwolken
Een nog vreemdere vondst deden Decin en haar collega’s in de bovenste lagen van de atmosfeer. Daar troffen ze wolken aan die bestaan uit minuscule silicaatdeeltjes – het spul waaruit zand bestaat.
De onderzoekers vermoeden dat gasvormig silicaat dat dieper in de atmosfeer van de planeet huist, waar het heter is, naar de koelere bovenlaag opstijgt. Daar condenseert het en vormt het wolken. Het kan vervolgens weer naar beneden regenen, net zoals het op aarde gebeurt met water. ‘Dit is de eerste keer dat we de samenstelling van wolken op een exoplaneet hebben vastgesteld’, zegt Decin.
Met de bevindingen kunnen astronomen hun modellen over de vorming van planeten verbeteren. ‘We baseren ons begrip op onze eigen ervaringen hier op aarde, maar dat is een zeer beperkt beeld,’ zegt Decin. ‘We kunnen onze kijk op het heelal echt verbeteren door de dynamica en chemie van exoplaneten te begrijpen.’
