De ijzerdruppeltjes komen aan de nachtzijde naar beneden vallen. Aan de dagzijde is het met temperaturen van 2400 graden Celsius ook niet aangenaam.

De extreme weersomstandigheden spelen zich af op de planeet WASP-76b. Deze planeet staat op zo’n 640 lichtjaar afstand van de aarde en werd een paar jaar geleden ontdekt. Dat het op de gasreus niet per se heel aangenaam was, vermoedde men direct al; de planeet staat namelijk vrij dicht bij de moederster, waardoor de temperaturen op de dagzijde van de planeet (zie kader) op kunnen lopen tot zo’n 2400 graden Celsius. Maar nu hebben onderzoekers ontdekt dat er ook op de nachtzijde van de planeet vreemde dingen gebeuren…

WASP-76b vertoont wat onderzoekers ‘synchrone rotatie’ noemen. De tijd die de planeet nodig heeft om een rondje rond zijn as te voltooien is gelijk aan de tijd die deze nodig heeft om een rondje rond zijn moederster te cirkelen. Het gevolg is dat altijd dezelfde zijde van de planeet op de moederster gericht is. Deze zijde wordt de dagzijde genoemd. De zijde die altijd van de moederster afgewend is, noemt men de nachtzijde.

ESPRESSO
Wetenschappers bestudeerden WASP-76b met behulp van het ESPRESS0-instrument dat deel uitmaakt van ESO’s Very Large Telescope, te vinden in de woestijn van Chili. De waarnemingen wezen uit dat de atmosfeer aan de dagzijde van WASP-76b rijk is aan ijzerdamp. Het is te herleiden naar de torenhoge temperaturen aan de dagzijde van de planeet, die weer het resultaat zijn van de geringe afstand tussen WASP-76b en zijn moederplaneet. De hitte is er zo intens dat moleculen in atomen worden gesplitst en metalen – zoals ijzer – verdampen en in de atmosfeer belanden. Maar…daar blijven ze niet.


Regen
Want terwijl het aan de dagzijde met een temperatuur van zo’n 2400 graden Celsius bijzonder warm is, is het aan de nachtzijde van de planeet met een temperatuur van zo’n 1500 graden Celsius aanzienlijk koeler. Het temperatuurverschil tussen de twee halfronden zorgt ervoor dat er krachtige winden op de planeet ontstaan die de ijzerdamp van de dag- naar de nachtzijde transporteren. Eenmaal aan de relatief koele nachtzijde aangekomen, condenseert de ijzerdamp tot ijzerdruppeltjes die vervolgens naar beneden vallen. “Je zou kunnen zeggen dat het ’s avonds regenachtig is op deze planeet, maar het regent dan wel ijzer,” merkt onderzoeker David Ehrenrich droogjes op.

De toegevoegde waarde van ESPRESSO
Het onderzoek onthult niet alleen meer over deze extreme gasreus, op honderden lichtjaren afstand van de aarde, maar laat bovendien zien dat ESPRESSO (dat staat voor Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) tot veel meer in staat is dan gedacht. Het instrument werd oorspronkelijk ontworpen om aard-achtige planeten op te sporen rond zonachtige sterren. ESPRESSO doet dat door te zoeken naar veranderingen in het spectrum van een ster die het resultaat zijn van piepkleine bewegingen van die ster, die weer te herleiden zijn naar een planeet die rond de ster cirkelt en met zijn zwaartekracht aan de ster trekt (zie het filmpje hieronder).


Maar ESPRESSO heeft ons duidelijk meer te bieden dan het ontdekken van planeten alleen. “We beseften al snel dat het grote licht-opvangende vermogen van de Very Large Telescope en de extreme stabiliteit van ESPRESSO een perfect apparaat voor het onderzoek van de atmosferen van exoplaneten heeft opgeleverd,” vertelt onderzoeker Pedro Figueira. “We hebben nu een compleet nieuwe manier om het klimaat op de meest extreme exoplaneten te onderzoeken,” voegt Ehrenreich toe.