De planeet helpt verklaren waarom er tot op heden zo weinig ‘hete Neptunussen’ zijn ontdekt.

Astronomen stonden lange tijd voor een raadsel. Hoe kan het dat we in ons universum zoveel hete Jupiters en superaardes aantreffen, maar we nauwelijks stuiten op hete Neptunussen? Het antwoord op deze vraag is eindelijk gekomen. Met behulp van ruimtetelescoop Hubble ontdekten astronomen een ‘zeer warme’ Neptunus, die tot GJ 3470b gedoopt is. En deze exoplaneet blijkt razendsnel waterstof uit zijn atmosfeer te verliezen, om vervolgens in een ander type planeet te transformeren.

Hete Neptunussen

Hete Neptunussen zijn exoplaneten ter grootte van Neptunus uit ons eigen zonnestelsel, die vrij dicht rond hun moederster draaien. Hierdoor kan het op deze planeten gloeiendheet worden; zo wordt de atmosfeer verwarmd tot meer dan 925 graden Celsius.

GJ 33470b
Een paar jaar geleden kwam Hubble de exoplaneet GJ 436b op het spoor waarbij ook werd ontdekt dat de atmosfeer verdampte. En nu sluit GJ 3470b bij dit rijtje aan. Echter verdampt de atmosfeer van GJ 436b zo’n 100 keer sneller dan eerstgenoemde. Beide warme Neptunussen vertoeven op ongeveer 6 miljoen kilometer van hun moederster. Ter vergelijking: dat is een tiende van de afstand tussen Mercurius en onze zon. Het team schat dat GJ 3470b maar liefst 35 procent van zijn materiaal gedurende zijn leven heeft verloren. “Het is een van de meest extreme voorbeelden van een planeet die gedurende zijn leven een groot massaverlies ondergaat,” stelt onderzoeksleider Vincent Bourrier. “Dit verlies heeft grote gevolgen voor de verdere evolutie van de planeet.”

Evolutie
De ontdekking van de twee verdampende planeten brengt astronomen dichterbij het antwoord wat er met hete Neptunussen in ons universum gebeurt. Zo denken de onderzoekers dat deze hete planeten krimpen, totdat ze zo klein zijn geworden dat ze veranderen in een van de meest voorkomende type exoplaneten; de mini-Neptunussen. Dit zijn planeten die qua grootte tussen de aarde en Neptunus in zitten en een dikke, waterstofrijke atmosfeer hebben. Uiteindelijk kunnen deze planeten nog verder verkleinen tot superaardes; massieve, rotsachtige planeten. De onderzoekers denken dat als GJ436b in het huidige tempo materiaal blijft verliezen, deze binnen enkele miljarden jaren gekrompen zal zijn tot een mini-Neptunus.

Zware elementen
Waarschijnlijk is waterstof niet de enige stof die in de atmosfeer van hete Neptunussen verdampt. De onderzoekers zijn van plan om met behulp van Hubble te achterhalen of er ook elementen zwaarder dan waterstof en helium aan de planeten ontsnapt. Zo denken de onderzoekers dat waterstofgas zware elementen zoals koolstof – dat dieper in de atmosfeer verborgen ligt – kan opduikelen en vervolgens mee de ruimte in kan slepen.

Hoewel de resultaten uit de studie veelbelovend zijn, zijn er nog meer observaties van hete Neptunussen nodig om de voorspellingen te kunnen bevestigen. Helaas liggen er geen andere planeten van deze klasse dicht genoeg bij de aarde om te kunnen observeren. Het probleem is dat waterstofgas niet kan worden gedetecteerd in warme Neptunussen die zich op een afstand van meer dan 150 lichtjaar van de aarde bevinden, omdat het dan wordt verduisterd door interstellair gas. Helium is echter een andere indicator voor materiaal dat uit de atmosfeer van een warme Neptunus ontsnapt. En helium heeft als voordeel dat dit niet wordt geblokkeerd door het interstellaire materiaal in de ruimte. Astronomen willen daarom Hubble en de naderende James Webb telescoop gaan inzetten om te jagen op helium, om de resultaten uit de huidige studie te kunnen bevestigen.