Een onderzoeksteam, onder leiding van Thomas Mikal-Evans van het Max-Planck-Institut für Astronomie, heeft nauwkeurige metingen gedaan van de omstandigheden in de atmosfeer van exoplaneet WASP-121 b.
Deze 855 lichtjaar verre exoplaneet is een zogeheten ‘hete Jupiter’, een zware gasplaneet die op geringe afstand om zijn moederster draait.
De astronomen hebben ontdekt dat zich in de atmosfeer van de planeet een bijzondere waterkringloop afspeelt (Nature Astronomy).
Voor alle hete Jupiters geldt dat hun rotatie synchroon loopt met hun omloop om hun moederster.
Daardoor is steeds hetzelfde halfrond van de planeet naar de ster toe gekeerd, net zoals de maan altijd met dezelfde kant naar de aarde is gericht.
En bijgevolg zijn de temperatuurverschillen in de atmosfeer van WASP-121 b enorm groot.
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop hebben Mikal-Evans en zijn collega’s de atmosfeer van WASP-121 b gedurende twee volledige planeetomwentelingen spectraal onderzocht.
Daarbij hebben ze vastgesteld dat de temperatuur hoog in atmosfeer aan de dagzijde ongeveer 3000 graden Celsius bedraagt.
Bij deze temperatuur beginnen de aanwezige watermoleculen te gloeien, en veel moleculen vallen zelfs in uiteen in waterstof- en zuurstofatomen.
De Hubble-gegevens laten ook zien dat de temperatuur op het nachtelijk halfrond ongeveer 1500 graden lager is.
Het extreme verschil met de temperatuur aan de dagzijde leidt tot krachtige winden die de deels uiteengevallen watermoleculen meesleuren naar de koelere nachtzijde.
Daar voegen waterstof- en zuurstofatomen zich weer samen tot waterdamp, om vervolgens naar de dagzijde te worden geblazen.
Deze kringloop blijft zich herhalen, maar op geen enkel moment is de temperatuur laag genoeg om wolken van waterdamp te kunnen vormen.
Het regent dus ook nooit op WASP-121 b – geen water althans.
In plaats van water bestaan de wolken op de hete exoplaneet voornamelijk uit metalen zoals ijzer, magnesium, chroom en vanadium. Aan de hete dagzijde verdampen deze metalen tot gassen.
De nieuwe Hubble-gegevens wijzen er echter op dat de temperaturen aan de nachtzijde laag genoeg zijn om de metalen aldaar tot wolken te laten condenseren.
Vreemd genoeg zijn in de atmosfeer van WASP-121 b, anders dan verwacht, geen aluminium en titanium aangetroffen.
Een waarschijnlijke verklaring hiervoor is dat deze metalen na condensatie tot druppeltjes naar diepere lagen van de atmosfeer zijn geregend, waar ze aan het zicht zijn onttrokken. (EE) (Image Credit: Patricia Klein/MPIA)
