Het bestaan van een maan buiten ons zonnestelsel is nog nooit officieel aangetoond. Maar een mysterieuze natriumwolk lijkt daar nu toch bewijs voor te leveren.
We weten dat er planeten buiten ons zonnestelsel zijn. Maar hebben deze exoplaneten ook manen? Hoewel dat logisch zou lijken, weten we het nog niet zeker. Wetenschappers zijn er namelijk tot nu toe nog niet in geslaagd om er daadwerkelijk één te ontdekken. Een nieuwe NASA-studie zou daar echter zomaar verandering in kunnen brengen. Onderzoekers hebben namelijk spannende aanwijzingen gevonden voor een rotsachtige, vulkanische maan die om een exoplaneet op 635 lichtjaar afstand cirkelt.
Wist je dat exomanen ook heel interessant zijn voor de zoektocht naar buitenaards leven? Dit komt omdat sommige planeten – vooral grote gasreuzen – manen kunnen hebben met vloeibaar water. Denk bijvoorbeeld aan de ijzige manen van Jupiter en Saturnus, zoals Europa en Enceladus. Men vermoedt dat deze manen onder hun dikke ijskorst vloeibaar water hebben. Die ondergrondse oceanen zijn duidelijke plekken waar leven zich zou kunnen ontwikkelen. Sommige exomanen zijn dus potentieel geschikt voor buitenaards leven, maar ze moeten wel groot genoeg zijn, op de juiste plek draaien en voldoende water hebben.
Hoewel wetenschappers nog nooit een exomaan hebben ontdekt, zijn veel astronomen ervan overtuigd dat ze wel bestaan. Dit komt vooral omdat ons eigen zonnestelsel veel manen herbergt. Zo heeft Jupiter minstens 92 manen, terwijl Saturnus er zelfs 146 zou kunnen hebben. Toch is het astronomen nog niet gelukt om een exomaan te vinden, omdat deze planetenmetgezellen te klein en te zwak zijn voor de huidige telescopen om op te sporen.
Natriumwolk
Toch denken onderzoekers dat ze nu heel dicht bij een ontdekking zijn. De belangrijkste aanwijzing is een natriumwolk die zich, volgens de bevindingen, dicht bij de exoplaneet WASP-49 b – een gasreus ter grootte van Saturnus – bevindt, maar net niet synchroon loopt. De natriumwolk rond WASP-49 b werd voor het eerst opgemerkt in 2017 en wekte de belangstelling van onderzoeker Apurva Oza. Hij heeft jaren besteed aan het bestuderen hoe exomanen gedetecteerd kunnen worden aan de hand van hun vulkanische activiteit. Io, het meest vulkanische hemellichaam in ons zonnestelsel, stoot bijvoorbeeld voortdurend zwaveldioxide, natrium, kalium en andere gassen uit, die enorme wolken kunnen vormen rond Jupiter, tot wel 1000 keer de straal van de planeet. Astronomen zouden in staat kunnen zijn om een gaswolk zoals die van Io te detecteren in een ander sterrenstelsel, zelfs als de maan zelf te klein is om waar te nemen.
De ontdekte natriumwolk zou dus weleens een hele belangrijke aanwijzing voor een exomaan kunnen zijn. Binnen ons zonnestelsel zien we een vergelijkbaar fenomeen door de gasemissies van Jupiters vulkanische maan Io. Zowel WASP-49 b als zijn moederster bestaan voornamelijk uit waterstof en helium, met kleine hoeveelheden natrium. Toch bevat geen van beide voldoende natrium om de wolk te verklaren. Onderzoekers vermoeden dat deze natriumwolk afkomstig is van een bron die ongeveer 100.000 kilogram natrium per seconde produceert. Zelfs als de ster of planeet in staat zou zijn om zoveel natrium te produceren, is het onduidelijk door welk mechanisme dit in de ruimte zou worden geslingerd.
Exomaan
Zou de bron een vulkanische exomaan kunnen zijn? Oza en zijn collega’s wilden die vraag onderzoeken. Het werk bleek echter meteen een uitdaging, omdat op zo’n grote afstand de ster, planeet en wolk vaak overlappen en als één klein, ver weg punt in de ruimte verschijnen. Daarom moest het team het systeem over een langere periode observeren. In een nieuwe studie, gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, ontdekten ze verschillende aanwijzingen dat de wolk wordt gevormd door een apart object dat de planeet omcirkelt.
Studie
Om tot die conclusie te komen, maakten de wetenschappers gebruik van de Very Large Telescope van het European Southern Observatory in Chili. Op die manier ontdekten ze dat de wolk zich hoog boven de atmosfeer van de planeet bevindt, vergelijkbaar met de gaswolk die Io rond Jupiter genereert. Het team maakte ook gebruik van een computermodel om het scenario van de exomaan te verduidelijken en te vergelijken met de gegevens. De exoplaneet WASP-49 b draait elke 2,8 dagen als een klok om de ster, maar de wolk leek op willekeurige momenten achter de ster of de planeet te verschijnen en weer te verdwijnen. Met hun model lieten Oza en zijn team zien dat een maan met een omlooptijd van acht uur rond de planeet de beweging en activiteit van de wolk zou kunnen verklaren.
Verder onderzoek
Hoewel deze bevindingen heel spannend zijn, benadrukken de onderzoekers dat er aanvullend onderzoek nodig is om hun hypothese te bevestigen. Zo registreerden ze twee keer een plotselinge vergroting van de wolk, alsof deze werd bijgevuld, terwijl deze zich niet naast de planeet bevond. Ze merkten ook op dat de wolk zich sneller verplaatste dan de planeet, op een manier die onmogelijk zou zijn, tenzij deze werd veroorzaakt door een ander object dat onafhankelijk van de planeet beweegt en een hogere snelheid heeft. “We denken dat dit een cruciaal stukje bewijs is”, zegt Oza. “De wolk beweegt in de tegenovergestelde richting van wat de natuurkunde voorschrijft als het onderdeel zou zijn van de planeetatmosfeer.” Hoewel de waarnemingen het onderzoeksteam intrigeren, geven ze aan dat ze het systeem langer moeten bestuderen om zeker te zijn van de baan en structuur van de wolk.
Hoop
Ondanks dat, hebben de onderzoekers goede hoop. “Het bewijs is erg sterk dat iets anders dan de planeet of de ster deze wolk produceert”, onderstreept onderzoeker Rosaly Lopes. “Het opsporen van een exomaan zou bijzonder zijn, en dankzij Io weten we dat een vulkanische exomaan mogelijk is.”
Als blijkt dat WASP-49 b inderdaad een maan herbergt, is dit object mogelijk geen lang leven beschoren. Op aarde worden vulkanen aangedreven door de hitte uit de kern, die is overgebleven van de vorming van de planeet. De vulkanen op Io daarentegen worden gestimuleerd door de zwaartekracht van Jupiter, die de maan samenknijpt wanneer deze dichterbij komt en zijn ‘greep’ vermindert als de maan verder weg beweegt. Deze buiging verwarmt het binnenste van de kleine maan. Als WASP-49 b een maan heeft, schatten Oza en zijn team dat het snelle verlies van massa, samen met de druk van de zwaartekracht van de planeet, er uiteindelijk in zal resulteren dat de maan niet kan overleven. “Als er daadwerkelijk een maan is, zal deze een zeer vernietigend einde kennen”, besluit Oza.
