Een team van onderzoekers onder leiding van Eliza Kempton (Universiteit van Maryland, VS) heeft ontdekt dat GJ 1214b, een exoplaneet op veertig lichtjaar van de aarde, te heet is om ‘leefbaar’ te zijn, maar dat zijn atmosfeer waarschijnlijk waterdamp bevat – mogelijk zelfs aanzienlijke hoeveelheden – en voornamelijk bestaat uit moleculen die zwaarder zijn dan waterstof (Nature).
Astronomen doen al meer dan tien jaar pogingen om GJ 1214b nader te bestuderen. Het grootste obstakel daarbij is de dikke laag smog die de planeet omhult en aan het zicht van ruimtetelescopen onttrekt.
Een team van onderzoekers onder leiding van Eliza Kempton (Universiteit van Maryland, VS) heeft nu de Webb-ruimtetelescoop ingezet om de atmosfeer van deze zogeheten sub-Neptunus – een planeet die groter is dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus – te onderzoeken.
Daarbij is voor het eerst het licht van een exoplaneet van dit type rechtstreeks gedetecteerd.
Sub-Neptunussen zijn het meest voorkomende soort planeten in ons Melkwegstelsel, al komen ze in ons zonnestelsel niet voor.
Ondanks zijn troebele atmosfeer meenden Kempton en haar collega’s dat GJ 1214b nog steeds de beste kans bood om de atmosfeer van zo’n sub-Neptunus waar te nemen, omdat hij om een weliswaar heldere, maar zeer kleine ster – een zogeheten rode dwerg – cirkelt. Webb detecteert licht van langere golflengten dan eerdere ruimtetelescopen, wat het mogelijk maakt om de door GJ 1214b uitgestraalde warmte te meten en een temperatuurkaart van de planeet te maken.
De onderzoekers maten het infrarode licht dat GJ 1214b over een periode van ongeveer veertig uur – de tijd die de planeet nodig heeft om eenmaal rond zijn ster te draaien – uitzond. Bij de overgang van dag naar nacht, hangt de hoeveelheid warmte die van de ene naar de andere kant van een planeet opschuift grotendeels af van de samenstelling van diens atmosfeer.
Uit de warmteschommelingen die in de atmosfeer van GJ 1214b optreden leiden de astronomen af dat zijn atmosfeer niet grotendeels uit waterstof kan bestaan, maar mogelijk wel veel waterdamp bevat.
Ook eerdere waarnemingen met de ‘oude’ Hubble-ruimtetelescoop wezen er al op dat GJ 1214b een ‘waterwereld’ zou kunnen zijn – de term die astronomen losjes gebruiken voor een planeet die aanzienlijke hoeveelheden water bevat.
De nieuwe Webb-gegevens tonen sporen van water, methaan of een mengsel van beide.
Deze verbindingen komen overeen met de subtiele absorptie van licht in het door Webb waargenomen golflengtegebied.
Verdere onderzoek zal nodig zijn om de exacte samenstelling van de atmosfeer van de planeet vast te stellen. De onderzoekers deden daarnaast nog een verrassende ontdekking: GJ 1214b is sterk reflecterend.
De planeet bleek wat minder heet dan verwacht, wat betekent dat er iets in zijn atmosfeer zit dat licht weerkaatst. Eerder dachten onderzoekers dat de hoge laag van smog in de atmosfeer van GJ 1214b een donkere, roetachtige substantie zou kunnen zijn die licht absorbeert, maar de ontdekking dat de exoplaneet zoveel licht weerkaatst, maakt dat twijfelachtig. (EE)
(Image Credit: Wikimedia Commons/Tyrogthekreeper)
