'Nooit eerder gezien': atmosfeer van exoplaneet in 3D in kaart gebracht

"Een sciencefictionfilm." Astronomen van de ESO zijn er met succes in geslaagd de atmosfeer van een exoplaneet op 900 lichtjaar afstand in 3D in kaart te brengen. Daaruit blijkt dat er sprake is van een ‘uniek klimaat’ met krachtige winden die ijzer en titanium aanvoeren, zo blijkt uit een onderzoek dat dinsdag (18 februari) is gepubliceerd.

"Het voelt als een sciencefictionfilm", zegt Julia Victoria Seidel enthousiast, onderzoeker bij de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en hoofdauteur van deze studie die in Nature is gepubliceerd.

"De atmosfeer van deze planeet gedraagt ​​zich op een manier die onze kennis van de werking van het weer op de proef stelt, niet alleen op aarde, maar op alle planeten", legt ze uit in een verklaring van ESO.

WASP-121b, ook bekend als Tylos, is een extreem hete Jupiter in het sterrenbeeld Puppis, op 900 lichtjaar van de aarde. Deze gasreus bevindt zich zo dicht bij zijn ster dat hij er in ongeveer dertig aardminuten omheen draait.

De ene kant is warm, omdat deze altijd naar de ster gericht is, terwijl de andere kant veel kouder is. Dit extreme temperatuurcontrast roept een klimaatraadsel op: hoe wordt energie verdeeld?

Door de vier telescopen van ESO's Very Large Telescope (VLT) in Chili te combineren, konden astronomen drie verschillende lagen van de atmosfeer van Tylos in één keer onderzoeken. En in het bijzonder om de bewegingen van ijzer, natrium en waterstof te volgen, waardoor ze de winden in de diepe, middelste en oppervlakkige lagen van laatstgenoemde konden traceren.

Onderzoekers hebben een complex weersysteem ontdekt. Een straalstroom zorgt ervoor dat materie rond de evenaar van de planeet roteert. Op lagere niveaus in de atmosfeer verplaatst een specifieke stroming gas van de warme kant naar de koude kant. De straalstroom strekt zich uit over de halve planeet, neemt in snelheid toe en schudt de atmosfeer hoog in de lucht hevig om terwijl de straalstroom de hete kant van Tylos passeert.

"Zelfs de hevigste orkanen in het zonnestelsel lijken in vergelijking daarmee kalm", zegt Julia Victoria Seidel, die erop wijst dat "dit type klimaat nog nooit eerder op welke planeet dan ook is waargenomen."

Uit de waarnemingen bleek ook dat er zich vlak onder de straalstroom titanium bevindt. Eerdere waarnemingen van de planeet hadden de aanwezigheid van dit element echter niet aangetoond, wellicht omdat het zich diep in de atmosfeer bevindt.

"Het is werkelijk ongelooflijk dat we vanaf zo'n grote afstand details als de chemische samenstelling en de weersomstandigheden van een planeet kunnen bestuderen", aldus Bibiana Prinoth, onderzoeker aan de Universiteit van Lund in Zweden en medeauteur van de studie, geciteerd door ESO.