“Dat we in staat zijn om exoplaneten op dit detailniveau te onderzoeken, is veelbelovend en spannend.”

Dat stelt onderzoeker Nikku Madhusudhan. Samen met enkele collega-astronomen bestudeerde ze de exoplaneet WASP-19b. Deze planeet heeft ongeveer dezelfde massa als Jupiter, maar heeft slechts 19 uur nodig om een rondje rond de moederster te voltooien. Dat betekent dat de planeet heel dicht bij die moederster in de buurt staat. De atmosfeer van de planeet is dan ook gloeiendheet: naar schatting zo’n 2000 graden Celsius.

Titaniumoxide
Astronomen hebben de planeet nu bestudeerd met behulp van het FORS2-instrument op ESO’s Very Large Telescope. En het levert een opmerkelijke ontdekking op. De astronomen troffen in de atmosfeer namelijk titaniumoxide aan. Een primeur!

Mist
De onderzoekers ontdekten de stof terwijl WASP-19b voor zijn moederster langsbewoog. Op zo’n moment schijnt een deel van het licht van de moederster door de atmosfeer van de planeet heen. En die atmosfeer laat subtiele ‘vingerafdrukken’ achter in het licht van die moederster dat uiteindelijk door de telescopen op aarde wordt opvangen (zie de afbeelding hieronder). Door dat licht te analyseren, kunnen onderzoekers dan ook meer zeggen over de samenstelling van zo’n atmosfeer. En in dit geval troffen ze in het licht dus aanwijzingen aan die wijzen op de aanwezigheid van titaniumoxide. Maar dat niet alleen. De analyse wijst uit dat de atmosfeer ook water en sporen van natrium bevat. Bovendien zou de complete planeet in mist gehuld zijn.

Afbeelding: ESO / M. Kornmesser.

Temperatuurverloop
“De aanwezigheid van titaniumoxide in de atmosfeer van WASP-19b kan grote gevolgen hebben voor het temperatuurverloop en de luchtcirculatie in de atmosfeer,” vertelt onderzoeker Ryan MacDonald. In de atmosfeer van warme planeten zoals WASP-19b doet titaniumoxide dienst als warmte-opnemer. Als er maar voldoende van in de atmosfeer aanwezig is, kan titaniumoxide voorkomen dat warmte de atmosfeer binnenkomt of verlaat. Het resulteert in thermische inversie, wat betekent dat de temperatuur in de hoge atmosfeer hoger is dan in de lage atmosfeer (normaal gesproken is dat andersom).

Op basis van dit soort onderzoeken kunnen modellen van de atmosferen van planeten buiten ons zonnestelsel verbeterd worden. En dat is weer belangrijk als we nauwgezet willen bepalen op welke planeten wellicht leven mogelijk is.