Onder meer de bekende 55 Cancri e zou tot deze exotische klasse van superaardes behoren.

Onderzoekers hebben een nieuwe, exotische klasse van planeten ontdekt buiten ons zonnestelsel. Op dit moment staat de teller op drie kandidaten die tot deze prestigieuze groep behoren. De massa van deze exoplaneten is bijna vijf keer zo groot als die van de aarde en de exoplaneten worden daarom aangeduid als superaardes. “Het spannende is dat de objecten volledig verschillen van de meerderheid van de aardachtige planeten,” zegt astrofysicus Caroline Dorn.

Edelstenen
De superaardes werden allemaal gevormd bij hoge temperaturen dicht bij hun moederster en bevatten misschien wel prachtige edelstenen. De onderzoekers bestudeerden de planeet HD219134 b, die zich op 21 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cassiopeia bevindt. Eén jaar is op de planeet slechts drie dagen lang. In tegenstelling tot onze eigen planeet, heeft deze exoplaneet waarschijnlijk geen massieve kern van ijzer, maar is in plaats daarvan rijk aan calcium en aluminium. Het zou best kunnen dat deze superaarde vol ligt met robijnen en saffieren. Deze edelstenen zijn namelijk aluminiumoxiden en die komen veel voor op de exoplaneet. “Misschien glanst de superaarde wel rood en blauw,” zegt Dorn.

Lage dichtheid
De onderzoekers kwamen ook tot de conclusie dat alle drie de superaardes 10, tot 20 procent lagere dichtheden hebben dan onze aarde. Het team bekeek verschillende scenario’s om de waargenomen dichtheden te verklaren, al blijkt dit nog helemaal niet zo makkelijk te zijn. Ten eerste kan een dikkere atmosfeer leiden tot een lagere dichtheid. Echter cirkelen zowel WASP-47 e en 55 Cancri e heel dichtbij hun moederster, waardoor de temperatuur weleens rond de 3000 graden Celsius kan liggen. Een atmosfeer zou daarom allang verdwenen zijn. Ten tweede zouden ook diepe oceanen de lagere dichtheden kunnen verklaren. Echter maakt een tweede planeet die rond de ster draait dit scenario onwaarschijnlijk. Het is nog onduidelijk of ook magma-oceanen kunnen bijdragen aan een lagere dichtheid.

De vorming van de exoplaneten
De onderzoekers gebruikten theoretische modellen om de vorming van de planeten te bestuderen. Vervolgens vergeleken ze de resultaten met gegevens uit observaties. Sterren zoals onze zon werden in het verleden omringd door een schijf van gas en stof, waarin planeten worden geboren. Rotsachtige planeten, zoals onze aarde, worden gevormd in gebieden waar elementen zoals ijzer, magnesium en silicium zijn gecondenseerd. Hierdoor hebben de planeten een aardachtige samenstelling met een ijzeren kern. Maar er zijn ook regio’s in de buurt van een ster waar het veel heter is. En deze planeten hebben een compleet andere samenstelling.

Hoe zien deze planeten eruit?
Met de modellen heeft het onderzoeksteam berekend hoe een planeet die gevormd wordt in zo’n heet gebied er precies uit zou kunnen zien. En ze ontdekten dat calcium en aluminium naast magnesium en silicium de hoofdbestanddelen zijn. IJzer is er nauwelijks. “Dit is de reden dat dergelijke planeten geen magnetisch veld zoals de aarde kunnen hebben,” legt Dorn uit. Omdat de binnenste samenstelling zo anders is, zullen ook de atmosferen verschillen van normale superaardes. Het team spreekt daarom over een nieuwe, exotische klasse van superaardes.

De drie exoplaneten die tot de nieuwe klasse van superaardes behoren, zijn HD219134 b, WASP-47 e en de al bekende exoplaneet 55 Cancri e. Deze laatstgenoemde haalde het nieuws in 2012, toen onderzoekers stelden dat de exoplaneet uit diamant zou bestaan. Dit werd in 2013 ontkracht; de planeet zou hiervoor toch te weinig koolstof herbergen. Maar wellicht dat de planeet het toch niet zonder edelstenen hoeft te doen. “We veranderen de veronderstelde diamantplaneet in een saffierplaneet,” besluit Dorn lachend.