Voor het eerst zijn onderzoekers er getuige van dat een hete Jupiter zó heet is dat bijvoorbeeld ijzer verdampt en in de ruimte verdwijnt.

Dat is te lezen in het blad The Astronomical Journal. Het paper draait om de planeet WASP-121b, die zich op zo’n 900 lichtjaar afstand van de aarde bevindt. De planeet – een zogenoemde ‘hete Jupiter’ – draait op zeer geringe afstand om zijn moederster heen, waardoor deze bijzonder warm is. Zó warm dat zelfs zware elementen – dat wil zeggen: elementen zwaarder dan waterstof en helium – verdampen en aan de zwaartekracht van de planeet weten te ontsnappen.

Magnesium en ijzer
Dat laatste blijkt uit waarnemingen van ruimtetelescoop Hubble. “Zware metalen zijn eerder wel aangetroffen bij andere hete Jupiters, maar dan in de lagere delen van hun atmosfeer,” vertelt onderzoeker David Sing. “Dus je weet dan niet of ze ook weten te ontsnappen of niet. Bij WASP-121b zien we magnesium en ijzer op zo’n grote afstand van de planeet dat ze niet langer onder invloed zijn van diens zwaartekracht.”


Ovaalvormig
Alsof het verlies van die zware elementen nog niet genoeg is, wordt WASP-121b als klap op de vuurpijl ook nog eens uit zijn fatsoen getrokken door de zwaartekracht van zijn moederster. Ook dat is natuurlijk te wijten aan het feit dat de planeet zo dicht bij de ster staat. Het is zelfs zo erg dat deze door toedoen van de zwaartekracht van de moederster niet langer een ronde, maar enigszins ovale vorm heeft. “De zware metalen weten deels ook te ontsnappen doordat de planeet zo groot en opgezwollen is, waardoor de zwaartekracht relatief zwak is. Dit is een planeet die actief van zijn atmosfeer wordt ontdaan.”

Deze artistieke impressie laat duidelijk zien dat WASP-121b niet rond is. Ook de moederster is afgebeeld. Deze is overigens helderder en warmer dan onze zon. En doordat WASP-121b er zo dicht omheen cirkelt, kan de temperatuur in het bovenste deel van de atmosfeer tot boven de 2500 graden Celsius oplopen. Afbeelding: NASA / ESA / J. Olmsted (STScl).

Atmosfeer
Het onderzoek geeft meer inzicht in hoe planeten hun oorspronkelijke atmosfeer kwijtraken. Die oorspronkelijke atmosfeer bestaat uit gassen die in de protoplanetaire schijf waarin planeten geboren worden, te vinden zijn en bestaan vaak grotendeels uit relatief lichte elementen, zoals waterstof en helium. Naarmate de afstand tussen een planeet en ster kleiner wordt, verdwijnt deze atmosfeer. “Hete Jupiters bestaan grotendeels uit waterstof en we weten dat deze planeten dit gas redelijk gemakkelijk kwijt kunnen raken,” stelt Sing. “Maar in het geval van WASP-121b stroomt het waterstof- en heliumgas zomaar weg en sleept het de metalen met zich mee. Dat is een zeer efficiënte manier om massa te verliezen.”

PanCET
Het onderzoek naar WASP-112b maakt deel uit van het zogenoemde Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury survey (kortweg PanCET). Binnen dit onderzoek worden door Hubble nog eens twintig exoplaneten onder de loep genomen. Het is het eerste grootschalige onderzoek waarbij planeten in ultraviolet, zichtbaar en infrarood licht bekeken worden en vervolgens met elkaar vergeleken kunnen worden.

Als het aan de onderzoekers ligt, werpt ook de James Webb-telescoop – die in 2021 gelanceerd moet worden – nog een blik op WASP-121b. Met deze telescoop kunnen onderzoekers ook op zoek gaan naar water en CO2 in de atmosfeer van WASP-121b. Door de waarnemingen van de ruimtetelescopen James Webb en Hubble vervolgens te combineren, kunnen we een vrij compleet beeld krijgen van de atmosfeer van deze bijzondere planeet. “Hete Jupiters die zo dicht rond hun moederster cirkelen, zijn heel zeldzaam,” stelt onderzoeker Drake Deming. “En planeten die zo heet zijn, zijn zelfs nog veel zeldzamer. Hoewel ze zeldzaam zijn, vallen ze – zodra je er eentje vindt – wel echt op. We kijken er dan ook naar uit om nog meer over deze vreemde planeet te weten te komen.”