En één van die lagen doet zelfs sterk denken aan onze eigen, voor leven zeer belangrijke, ozonlaag.

Op zo’n 322 lichtjaar afstand vinden we planeet WASP-189b. En WASP-189b is er niet zomaar eentje. Zo wordt de zogenaamde ‘ultra-hete Jupiter’ geschaard in het rijtje meest extreme exoplaneten. Onderzoekers wilden in een nieuwe studie weleens het fijne weten van diens atmosfeer. En dat leidt tot enkele interessante ontdekkingen.

Meer over WASP-189b
Exoplaneet WASP-189b bevindt zich zoals gezegd op een slordige 322 lichtjaar afstand van de aarde en cirkelt rond de hete ster HD 133112. De planeet werd in 2020 uitgebreid bestudeerd met behulp van de CHEOPS-ruimtetelescoop. En dankzij die eerdere waarnemingen weten we dat WASP-189b één van de heetste én meest extreme planeten is die ons bekend zijn. WASP-189b is onder andere veel groter dan gedacht met bijna 1,6 keer de straal van Jupiter uit ons eigen zonnestelsel. Bovendien is de planeet een heuse ‘ultra-hete Jupiter’. Hete Jupiters zijn, zoals de naam al doet vermoeden, reusachtige gasplaneten die een beetje op Jupiter lijken. Ze draaien echter veel dichter bij hun gastster en worden zo tot extreme temperaturen verhit. De onderzoekers denken dat WASP-189b circa 20 keer dichter bij zijn ster staat dan de aarde bij de zon. De planeet voltooit een rondje rond zijn moederster in slechts 2,7 dagen. Het betekent dat de temperaturen er wel tot een verschroeiende 3200 graden Celsius kunnen oplopen.

Zoals je waarschijnlijk wel weet, is de atmosfeer van de aarde geen uniform omhulsel, maar bestaat uit verschillende lagen die elk karakteristieke eigenschappen hebben. Op de laagste etage vinden we bijvoorbeeld de troposfeer. Deze bevat de meeste waterdamp en is de laag waarin zich de weersverschijnselen afspelen. De laag erboven, de stratosfeer, bevat de beroemde ozonlaag die ons beschermt tegen de schadelijke ultraviolette straling van de zon.

Atmosfeer van WASP-189b
De vraag is echter hoe de atmosferen van exoplaneten precies opgebouwd zijn. En dan met name die van de extreme planeten, zoals WASP-189b. Met behulp van de HARPS-spectrograaf van het La Silla-observatorium in Chili konden de onderzoekers nu echter voor het eerst de atmosfeer van deze Jupiter-achtige planeet van dichterbij bekijken. En dat leidt tot een interessante ontdekking. Zo blijkt WASP-189b een complexe en exotische atmosfeer te bezitten, die – net als de aarde – uit verschillende laagjes bestaat.

Stoffen
In de studie maten de onderzoekers het licht dat afkomstig is van de moederster van WASP-189b en door diens atmosfeer sijpelt. “De gassen in de atmosfeer absorberen een deel van het sterlicht – vergelijkbaar met ozon dat een deel van het zonlicht in de atmosfeer van de aarde absorbeert – en laten daardoor een karakteristieke ‘vingerafdruk’ achter,” legt onderzoeker Bibiana Prinoth uit. “Met behulp van HARPS konden we de overeenkomstige stoffen identificeren.” De onderzoekers komen tot de ontdekking dat de atmosfeer van WASP-189b onder andere ijzer, chroom, vanadium, magnesium en mangaan bevat.

Ozonlaag
Daarnaast trof het team in de atmosfeer van WASP-189b de stof titaniumoxide aan. En dat is met name interessant. De onderzoekers vermoeden namelijk dat deze verbinding in de atmosfeer van de exoplaneet een vergelijkbare rol speelt als ozon in de aardse atmosfeer. “Titaniumoxide absorbeert tevens ultraviolette straling,” legt onderzoeker Kevin Heng uit. “De detectie ervan zou daarom kunnen wijzen op een laag in de atmosfeer van WASP-189b die op dezelfde manier interageert met stellaire straling als de ozonlaag op aarde doet.”

Laagjes
In de analyse ontdekten de onderzoekers dat de waargenomen ‘vingerafdrukken’ van de verschillende gassen iets veranderd waren in vergelijking met hun verwachting. “We zijn van mening dat sterke winden en andere processen die veranderingen kunnen veroorzaken,” stelt Prinoth. En dat zou volgens de onderzoekers kunnen betekenen dat de atmosfeer van de WASP-189b uit verschillende lagen is opgebouwd.

Deze ontdekking verandert volgens Prinoth de manier waarop astronomen exoplaneten onderzoeken. In het verleden gingen astronomen er namelijk vaak van uit dat de atmosferen van exoplaneten uit een uniforme laag bestonden. Maar dat lijkt dus niet helemaal het geval. “De nieuwe resultaten tonen aan dat zelfs de atmosferen van intens bestraalde, gigantische gasplaneten over complexe en driedimensionale structuren beschikken,” besluit onderzoeker Jens Hoeijmakers.