ESO-telescoop doet waarnemingen van exoplaneet waar het ijzer regent

[univers]

Deze illustratie geeft een impressie van de nachtzijde van de exoplaneet WASP-76b. Deze ultrahete reuzenplaneet heeft een dagzijde waar de temperaturen oplopen tot boven de 2400 graden Celsius – hoog genoeg om metalen te doen verdampen. Krachtige winden transporteren de ijzerdamp naar de nachtzijde, waar hij tot ijzerdruppeltjes condenseert. Links op de afbeelding zien we de avondgrens van de exoplaneet, waar de dag overgaat in de nacht. Credit: ESO/M. Kornmesser

Onderzoekers die gebruik maken van ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben een exotische exoplaneet waargenomen waar vermoedelijk regens van ijzer voorkomen. Aan de dagzijde van de ultrahete reuzenplaneet lopen de temperaturen op tot boven de 2400 graden Celsius – hoog genoeg om metalen te doen verdampen. Krachtige winden transporteren de ijzerdamp naar de nachtzijde, waar hij tot ijzerdruppeltjes condenseert.

‘Je zou kunnen zeggen dat het ’s avonds regenachtig is op deze planeet, maar het regent dan wel ijzer’, zegt David Ehrenreich, hoogleraar aan de Universiteit van Genève in Zwitserland. Hij gaf leiding aan een onderzoek van deze exotische exoplaneet, waarvan de resultaten vandaag in het tijdschrift Nature zijn gepubliceerd. De planeet, die bekendstaat als WASP-76b, bevindt zich op een afstand van 640 lichtjaar in het sterrenbeeld Vissen.


Deze stripachtige illustratie van de Zwitserse auteur van stripromans Frederik Peeters toont de avondgrens van de exoplaneet WASP-76b van dichtbij. Deze ultrahete reuzenplaneet heeft een dagzijde waar de temperaturen oplopen tot boven de 2400 graden Celsius – hoog genoeg om metalen te doen verdampen. Krachtige winden transporteren de ijzerdamp naar de nachtzijde, waar hij tot ijzerdruppeltjes condenseert.
Theoretisch onderzoek laat zien dat een planeet zoals WASP-76b, met een extreem hete dagzijde en een koelere nachtzijde, een reusachtig condensatiefront langs zijn avondgrens (de overgang van dag naar nacht) zou hebben: de hier afgebeelde ‘waterval’ van wolken.
Credit: Frederik Peeters

Het vreemde verschijnsel ontstaat doordat de planeet altijd hetzelfde halfrond naar zijn moederster toekeert. Op het andere, koelere, halfrond is het altijd donker. Net als de maan die om de aarde draait, vertoont WASP-76b ‘synchrone rotatie’: één draaiing om zijn as duurt net zo lang als één omloop om zijn ster.

Aan zijn dagzijde ontvangt de planeet duizenden keren meer straling van zijn moederster als de aarde van de zon. Het is er zo heet dat moleculen in atomen worden gesplitst, en metalen zoals ijzer verdampen en in de atmosfeer terechtkomen. Het extreme temperatuurverschil tussen dag- en nachtzijde resulteert in krachtige winden die de ijzerdamp van de ultrahete dagzijde naar de koelere nachtzijde transporteren, waar de temperaturen tot ongeveer 1500 graden Celsius dalen.

Volgens het nieuwe onderzoek verschillen niet alleen de dag/nacht-temperaturen op WASP-76b, ook heeft elk halfrond zijn eigen chemische eigenschappen. Met behulp van het nieuwe ESPRESSO-instrument van ESO’s VLT in de Chileense Atacama-woestijn hebben de astronomen voor het eerst chemische variaties op zo’n ultrahete reuzenplaneet waargenomen. Ze hebben een sterke signatuur van ijzerdamp gedetecteerd op de avondgrens, die de dagzijde van de planeet scheidt van de nachtzijde. ‘Verrassend genoeg hebben we echter geen ijzerdamp in de ochtend waargenomen’, zegt Ehrenreich. Dat komt volgens hem doordat ‘het aan de nachtzijde van deze extreme exoplaneet ijzer regent.’



‘De waarnemingen laten zien dat de atmosfeer aan de hete dagzijde van WASP-76b rijk is aan ijzerdamp’, voegt María Rosa Zapatero Osorio, astrofysicus aan het Centrum voor Astrobiologie in Madrid, Spanje, en voorzitter van het wetenschappelijke team van ESPRESSO, daaraan toe. ‘Een fractie van dit ijzer wordt door de rotatie van de planeet en de winden in zijn atmosfeer naar de nachtzijde overgebracht. Daar belandt het ijzer in een veel koelere omgeving, waar het condenseert en neerregent.’

Dit resultaat komt voort uit de allereerste wetenschappelijke waarnemingen die in september 2018 met ESPRESSO zijn gedaan door het wetenschappelijke consortium dat het instrument heeft gebouwd: een team met leden uit Portugal, Italië en Zwitserland, en van ESO.



ESPRESSO – de Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations – is oorspronkelijk ontworpen om op aarde-achtige planeten rond zonachtige sterren te jagen. Maar het blijkt veel veelzijdiger te zijn. ‘We beseften al snel dat het grote licht-opvangende vermogen van de VLT en de extreme stabiliteit van ESPRESSO een perfect apparaat voor het onderzoek van de atmosferen van exoplaneten heeft opgeleverd’, zegt Pedro Figueira, ESPRESSO-instrumentwetenschapper bij ESO in Chili.

‘We hebben nu een compleet nieuwe manier om het klimaat op de meest extreme exoplaneten te onderzoeken’, besluit Ehrenreich.



https://www.eso.org/public/netherlands/ ... 5/?lang=nl