En dus moeten astronomen even schakelen.

In het heelal hebben astronomen ondertussen heel wat bijzondere planeten aan het licht gebracht. En nu komen onderzoekers wederom tot een merkwaardige ontdekking. De gigantische exoplaneet WASP-107b blijkt zich namelijk te kunnen meten met gasreus Jupiter uit ons eigen zonnestelsel, maar is tegelijkertijd veel lichter. Een opvallende ontdekking “met grote implicaties,” aldus onderzoeker Björn Benneke.

Meer over WASP-107b
WASP-107b werd in 2017 ontdekt rond de ster WASP-107. Dit is een ster op ongeveer 212 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Maagd. De planeet draait in een zeer nauwe baan rond zijn ster; zo bevindt hij zich zeker 16 keer dichter bij zijn moederster dan de aarde bij onze zon. Een jaar op de planeet duurt er maar 5,7 dagen. Ter vergelijking; de dichtstbijzijnde planeet bij onze zon – Mercurius – doet er 90 dagen over om een rondje rond de zon te voltooien. WASP-107b is zoals gezegd net zo groot als Jupiter, maar is veel lichter. Het betekent dat zijn dichtheid zeer beperkt is. Zulke planeten – planeten met een enorme omvang, maar een zeer beperkte massa – worden ook wel aangeduid als ‘super-puffs‘ of ‘suikerspin-planeten’.

Onderzoekers hebben zich in de nieuwe studie over de geringe dichtheid van WASP-107b gebogen. Met behulp van waarnemingen van WASP-107b slaagden ze erin om de massa nauwkeurig te bepalen. En daaruit rolt een interessante conclusie. Zo blijkt dat de massa van WASP-107b ongeveer tien keer lichter is dan die van Jupiter, of, ongeveer 30 keer die van de aarde.


Kern
Het team besloot vervolgens de interne structuur van de planeet te achterhalen. En dat leidde tot een verrassende ontdekking: bij zo’n lage dichtheid moet de planeet een vaste kern hebben van niet meer dan vier keer de massa van de aarde. Dit betekent dat de dikke gaslaag die deze vaste kern omgeeft, zo’n 85 procent van de totale massa voor zijn rekening neemt. Ter vergelijking: Neptunus – die een vergelijkbare massa heeft als WASP-107b – heeft slechts 5 tot 15 procent van zijn totale massa in zijn gaslaag zitten.

Kernmassa
Het betekent dat de kernmassa van de gigantische planeet veel lager is dan nodig werd geacht voor de ontwikkeling van een immens gasomhulsel rond reuzenplaneten zoals Jupiter en Saturnus. Deze intrigerende ontdekking suggereert dan ook dat gasreuzen veel gemakkelijker worden gevormd dan eerder gedacht. “De studie behandelt de fundamenten van hoe gigantische planeten kunnen ontstaan en groeien,” aldus Benneke. “Het levert concreet bewijs dat ook planeten met een veel minder massieve kern een gasomhulsel kunnen krijgen.”

Hoe dan?
Tegelijkertijd roept de ontdekking veel vragen op. “Hoe kan een planeet met zo’n lage dichtheid ontstaan?” vraagt Caroline Piaulet zich af. “En hoe zorgde de planeet ervoor dat hij niet van zijn enorme gaslaag werd ontmanteld, zeker gezien de nauwe baan van de planeet rond zijn ster?” Eve Lee, een wereldberoemde expert op het gebied van suikerspin-planeten zoals WASP-107b, houdt er verschillende hypotheses op na. “Het meest plausibele scenario is dat de planeet zich op geruime afstand van zijn ster heeft gevormd,” verklaart ze. “Op dat moment waren de temperaturen in de omgeving laag, waardoor de planeet veel gas kon verzamelen. De planeet is vervolgens in een later stadium – wellicht door interacties met de protoplanetaire schijf of met andere planeten – naar zijn huidige, nauwe positie gemigreerd.”


WASP-107c
De vondst van een tweede planeet in hetzelfde stelsel lijkt dat vermoeden voorzichtig te onderschrijven. De planeet – die WASP-107c is genoemd – is bijvoorbeeld veel verder van zijn moederster verwijderd; de planeet doet er zelfs drie aardse jaren over om één rondje rond zijn moederster te voltooien. Bovendien heeft WASP-107c een massa van ongeveer een derde van die van Jupiter; aanzienlijk meer dan de massa van WASP-107b. Ten slotte blijkt dat WASP-107c er een ovaalvormige baan rond zijn moederster op na houdt. “Deze grote excentriciteit duidt op een nogal turbulent verleden, met interacties tussen de planeten die tot aanzienlijke verplaatsingen hebben geleid,” zegt Piaulet. “En dat is precies wat we vermoeden voor WASP-107b.”

De onderzoekers houden het nog niet voor gezien. Want het plan is om WASP-107b nog grondiger te onderzoeken. Daarbij hopen de onderzoekers binnenkort ook de hulp in te kunnen schakelen van de aankomende James Webb-ruimtetelescoop die naar alle waarschijnlijkheid in 2021 wordt gelanceerd. Hopelijk zal deze spiksplinternieuwe telescoop in staat zijn om een veel nauwkeuriger beeld te scheppen van de samenstelling van de atmosfeer van de planeet. “Exotische exoplaneten zoals WASP-107b – die we niet in ons zonnestelsel kennen – stellen ons in staat om de mechanismen achter de vorming van planeten en de resulterende verscheidenheid aan exoplaneten beter te begrijpen,” stelt Piaulet. “We zijn heel gemotiveerd om ze in detail te bestuderen.”

Wist je dat…

onderzoekers enkele jaren geleden helium in de atmosfeer van WASP-107b ontdekten? Het was voor het eerst dat astronomen dit inerte gas in de atmosfeer van een exoplaneet aantroffen. Meer weten? Lees hier verder!