Vlak bij sterren als de zon worden vaak planeten gevonden die één tot vier keer zo groot zijn als de aarde. De kleinere onder hen hebben een grotere dichtheid dan de grotere en worden superaarden genoemd. De grotere hebben juist een kleinere dichtheid en heten sub- of mini-neptunussen. Amerikaanse astronomen hebben gevonden dat vele mini-neptunussen relatief snel kunnen veranderen in superaarden.
Michael Zhang en collega’s wilden de theorie onderzoeken dat mini-neptunussen een uitgestrekte atmosfeer van waterstof en helium hebben die hun omvang veel groter maakt dan die van de de superaarden. Die grotere omvang zou het gevolg kunnen zijn van de straling van de betreffende ster, of van de hitte die tijdens het ontstaan van de planeet in het inwendige werd opgeslagen.
Om hier achter te komen namen de astronomen met de Keck-telescoop op Hawaii een achttal jonge mini-neptunussen onder de loep. Die waren ontdekt door de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tijdens hun overgang over het (onzichtbare) schijfje van de ster waar zij omheen draaien. De astronomen maten met Keck de absorptie van het heliumgas in de planeetatmosfeer aan het begin en einde van zulke overgangen en leidden daaruit de temperatuur, dichtheid en snelheid van dit gas af. De metingen laten zien dat de dichtheid van de hogere atmosfeer van deze hete planeten ongeveer gelijk is en dat het heliumgas bij
temperaturen van 5000 tot 10.000 graden met snelheden van 10 tot 30 kilometer per seconde uit deze atmosfeer ontsnapt. Met het lichtere waterstofgas zal dat waarschijnlijk in nog sterkere mate gebeuren. De snelheden waarmee dit gebeurt wijzen erop dat dit massaverlies het gevolg moet zijn van de straling van de ster en niet van de warmte uit het inwendige van de planeet. In dat geval zou het gas tienmaal zo langzaam ontsnappen. De astronomen schatten dat de waterstofrijke oeratmosfeer van deze jonge mini-neptunussen al binnen een paar honderd miljoen jaar verdwenen zal zijn, waarna hun omvang kleiner en hun gemiddelde dichtheid groter is geworden. Vele en misschien wel alle mini-neptunussen zullen op deze manier kunnen veranderen in superaarden. (GB/Astronomical Journal 165: 62)
(Over de foto: Onze planeet Neptunus gefotografeerd in november 2018 door de Hubble Space Telescope. Vlak bij
sterren die op de zon lijken worden vaak kleinere versies van deze planeet gevonden. (NASA)
