'Droge' exoplaneten blijken toch nat

In de atmosfeer van exoplaneten komt wel degelijk veel waterdamp voor. Die was echter onzichtbaar door hoge bewolking en heiige lagen, is nu aangetoond.

Een artist's van de tien `hete Jupiters' die zijn bestudeerd in het onderzoek naar de aanwezigheid van waterdamp. Beeld ESA/Hubble & NASA
Een artist's van de tien `hete Jupiters' die zijn bestudeerd in het onderzoek naar de aanwezigheid van waterdamp.Beeld ESA/Hubble & NASA

Sterrenkundigen hebben ontdekt waarom sommige exoplaneten - planeten bij andere sterren dan de zon - er tot nu toe zo droog uitzagen bij metingen. Recente waarnemingen met gevoelige ruimtetelescopen wijzen uit dat er in de atmosferen van die planeten wel degelijk veel waterdamp voorkomt. Die werd alleen aan het oog onttrokken door hoge bewolking en heiige lagen.

De ontdekking biedt meer inzicht in het geboorteproces van planeten. Er was gesuggereerd dat de 'droge' planeten echt nauwelijks water zouden bevatten. Dat zou dan weer wijzen op grote verschillen in de samenstelling van de gas- en stofwolken waaruit sterren en planeten ontstaan. Maar die hypothese kan de vuilnisbak in.

'Dit is heel mooi werk,' zegt exoplaneetonderzoeker Ignas Snellen van de Leidse Sterrewacht. 'Het is ruim tien jaar geleden dat de eerste atmosfeermetingen aan exoplaneten zijn verricht. Maar ik krijg nu eindelijk het gevoel dat we iets beginnen te begrijpen.'

Het nieuwe onderzoek richtte zich op gasvormige reuzenplaneten, vergelijkbaar met de planeet Jupiter in ons zonnestelsel, die op zeer kleine afstand rond hun moederster cirkelen, waar de temperatuur tussen de 700 en 2.200 graden ligt. Zulke 'hete Jupiters' zijn moeilijk in detail te bestuderen: ze worden overstraald door het licht van de ster. Astronomen vergelijken het weleens met het vanaf afstand bestuderen van een vliegje voor een fel schijnende vuurtoren.

Sommige hete Jupiters bewegen echter elke omloop voor hun moederster langs. Het sterlicht wordt dan een klein beetje gefilterd door de dampkring van de planeet. Zo is de aanwezigheid van bepaalde atomen en moleculen in die dampkring te achterhalen.

Een internationaal team van astronomen heeft zulke planeetovergangen van tien hete Jupiters in detail bestudeerd, met de Hubble Space Telescope en met de infrarood-ruimtetelescoop Spitzer. Door op allerlei golflengten metingen te doen, ontdekten ze ook wolken en heiige lagen in de dampkringen van sommige planeten.

Nooit eerder zijn zoveel hete Jupiters zo minutieus onderzocht. De Hubble- en Spitzer-metingen zijn gisteren online gepubliceerd in Nature. Het blijkt dat de planeten waar waterdamp is gedetecteerd wolkenvrij zijn, terwijl het op de ogenschijnlijk 'droge' planeten bewolkt is. Conclusie: de watermoleculen zijn er wel, maar we zien ze niet.

Of er wel of geen wolken ontstaan in de dampkring van een hete Jupiter, en op welke hoogte dan, heeft volgens de onderzoekers te maken met de temperatuur en de opbouw van de atmosfeer. Een klein verschil in temperatuur kan al tot gevolg hebben dat wolken op een heel ander niveau ontstaan, of helemaal niet.

'Misschien is het ook nog wel afhankelijk van het weer op de betreffende planeet,' zegt Snellen. 'We weten nog weinig over de tijdsafhankelijkheid.'

Nieuw! Ontvang elke dag de Volkskrant Avond Nieuwsbrief in uw mailbox, met het nieuws van vandaag, tv-tips voor vanavond, en alvast zes artikelen uit de krant van morgen. Schrijf u hier in.

Meer over