Exoplaneet WASP-121b heeft ‘gloeiende waterdamp’ in zijn at

[univers]

Exoplaneet WASP-121b heeft ‘gloeiende waterdamp’ in zijn atmosfeer

Wetenschappers hebben sterke aanwijzingen gevonden dat de atmosfeer van exoplaneet WASP-121b een stratosfeer heeft – een laag in de atmosfeer waarin de temperatuur naar boven toe stijgt in plaats van daalt (Nature, 2 augustus). WASP-121b is een zogeheten ‘hete jupiter’ op ongeveer 900 lichtjaar van de aarde. De planeet heeft iets meer massa dan ‘onze’ Jupiter, maar draait op zo’n geringe afstand om zijn moederster dat zijn atmosfeer door de hoge temperatuur (2500 °C) is opgezwollen. Dat maakt hem bijna twee keer zo groot als Jupiter. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers gekeken hoe verschillende moleculen in de atmosfeer, zoals die van waterdamp, reageren op bepaalde golflengten van licht. Het licht van de moederster dringt diep de planeetatmosfeer binnen, waar het de temperatuur van het gas aldaar verhoogt. Op zijn beurt straalt het gas de warmte terug de ruimte in, in de vorm van infraroodstraling. Als alle bovenliggende atmosferische lagen koeler waren dan het opgewarmde gas, zouden deze het terug gestraalde ‘licht’ op bepaalde golflengten moeten absorberen. Maar dat is niet het geval: sterker nog, de watermoleculen hoog in de atmosfeer voegen op diezelfde golflengten juist infraroodstraling toe. Dat laatste betekent dat de hogere atmosferische lagen juist warmer zijn. In de aardatmosfeer is iets vergelijkbaars te zien: op enkele tientallen kilometers hoogte vinden, onder invloed van ultraviolette straling van de zon, reacties plaats waarbij ozon wordt gevormd (en ook weer wordt afgebroken). Het netto resultaat daarvan is dat deze laag – de stratosfeer dus – opwarmt. Onduidelijk is nog welke stof de ‘inversie’ van de temperatuur in de atmosfeer van WASP-121b veroorzaakt. Mogelijke kandidaten zijn vanadiumoxide en titaniumoxide. Dat zijn verbindingen waarvan op theoretische gronden wordt vermoed dat ze in de atmosferen van de allerheetste ‘jupiters’ voorkomen. Ook de twee exoplaneten die recent met het Leidse MASCARA-instrument zijn ontdekt, behoren tot deze laatste categorie. Wellicht zal dus ook bij dit tweetal een stratosfeer worden ontdekt. (EE)


This artist's concept shows hot Jupiter WASP-121b, which presents the best evidence yet of a stratosphere on an exoplanet.
Credits: Engine House VFX, At-Bristol Science Centre, University of Exeter
https://www.nasa.gov/feature/jpl/hubble ... atmosphere