En aan de hand van deze moleculen kunnen onderzoekers vaststellen waar de planeet is ontstaan.

Exoplaneet Osiris (ook wel HD 209458 b genoemd) is de eerste planeet die buiten ons zonnestelsel met behulp van de zogenaamde transit-methode is ontdekt. Hoewel de planeet al in 1999 aan het licht is gebracht en ondertussen het middelpunt van vele studies is geweest, hebben onderzoekers de befaamde planeet nogmaals onder de loep genomen. Het leidt tot een interessante ontdekking. Want in de atmosfeer van de Osiris trof het team maar liefst zes verschillende moleculen aan, die de oorspronkelijke geboorteplaats van de planeet verraden.

Telescopio Nazionale Galileo
De onderzoekers maakten gebruik van de Telescopio Nazionale Galileo; een Italiaanse spiegeltelescoop van 3,58 meter die observaties uitvoert aan het observatorium Roque de los Muchachos op het Spaanse eiland La Palma. Vervolgens analyseerde het team het licht van de moederster terwijl dit door de atmosfeer van de planeet sijpelt. Door de verschillen in het resulterende spectrum te bestuderen, kunnen astronomen ontraadselen welke chemicaliën er in Osiris’ atmosfeer aanwezig zijn én in welke hoeveelheden.

Moleculen
Het leidt tot een bijzondere ontdekking. Want de onderzoekers troffen in de atmosfeer van de befaamde exoplaneet maar liefst zes verschillende moleculen aan. Het gaat om waterstofcyanide, methaan, ammoniak, acetyleen, koolmonoxide en kleine hoeveelheden waterdamp. Wat hierbij opvalt is de onverwachte overvloed aan op koolstof gebaseerde moleculen (waterstofcyanide, methaan, acetyleen en koolmonoxide). En dat suggereert dat er ongeveer evenveel koolstofatomen als zuurstofatomen in de Osiris’ atmosfeer schuilen, wat neerkomt op twee keer zoveel koolstofatomen als verwacht. “De belangrijkste chemicaliën zijn koolstofhoudende en stikstofhoudende soorten,” licht onderzoeker Siddharth Gandhi toe. “Dit is een belangrijke aanwijzing dat de atmosfeer verrijkt is met veel koolstof. Deze zes moleculen hebben we vervolgens gebruikt om te bepalen waar de planeet zich oorspronkelijk heeft gevormd.”

Oorsprong
Aan de hand van de ontdekte moleculen kunnen de onderzoekers vaststellen waar de planeet precies is ontstaan. En hoogstwaarschijnlijk is de planeet veel verder van de ster af geboren dan waar ‘ie zich nu bevindt. Osiris bevindt zich momenteel in een nauwe baan rondom zijn moederster en heeft slechts 3,5 aardse dagen nodig om een rondje rond die ster te voltooien. Maar omdat de atmosfeer van de planeet zo rijk is aan koolstof, kan het eigenlijk niet dat Osiris op zijn huidige afstand tot zijn moederster het levenslicht heeft gezien (zie kader).

In de buurt van een ster, waar de temperaturen hoog liggen, blijft een groot deel van de zuurstof als waterdamp in de atmosfeer van een planeet achter. Verder naar buiten, waar het koeler is, condenseert dat water tot ijs en wordt het opgesloten in de kern van een planeet, waardoor de atmosfeer voornamelijk uit op koolstof en stikstof gebaseerde moleculen bestaat. Astronomen gaan er om deze reden vanuit dat planeten die zich dicht in de buurt van hun moederster bevinden, over een zuurstofrijke atmosfeer beschikken. Planeten die verder van moederster verwijderd liggen, hebben een meer koolstofrijke atmosfeer.

De koolstofrijke atmosfeer van exoplaneet Osiris kan dus eigenlijk alleen zijn ontstaan als de planeet op een veel grotere afstand van zijn moederster is geboren, vergelijkbaar met de afstand van Jupiter of Saturnus tot de zon. Het betekent dat Osiris aan de wandel is gegaan en uiteindelijk naar zijn huidige nauwe baan rondom zijn moederster is gemigreerd.

De resultaten uit de huidige studie zijn een opmaat naar meer. Want mogelijk kan de toegepaste techniek door toekomstige, krachtigere telescopen gebruikt worden om ook de chemie van potentieel bewoonbare planeten te bestuderen. Op die manier zouden we de atmosferen van exoplaneten kunnen analyseren die misschien wel leven herbergen. “Dankzij onze inspanningen om analysetechnieken te verbeteren, kunnen we mogelijk nieuwe horizonten verkennen,” besluit onderzoeker Paolo Giacobbe.