Universiteit Leiden

nl en
Denis Bajram

Halo van gas laat zien hoe exoplaneten langzaam hun dampkring verliezen

Twee teams met sterrenkundigen van onder andere de universiteiten van Amsterdam en Leiden hebben ontdekt hoe hete gasreusplaneten zijn gehuld in grote halo’s van ijl heliumgas, een teken dat ze langzaam hun atmosfeer verliezen. Het helium, dat onlangs voor het eerst door de Hubble-ruimtetelescoop is gezien, is nu voor twee planeten nauwkeurig in kaart gebracht met behulp van een methode die eerder in Nederland is ontwikkeld. De twee resultaten worden op 7 december onafhankelijk van elkaar gepubliceerd in Science.

Twee gasreuzen

Het gaat om twee gasreuzen die zeer nauw om hun moederster draaien, waardoor ze extreem warm zijn. Een daarvan is WASP-69b, een planeet zo groot als Jupiter maar met een temperatuur van meer dan duizend graden Celsius. De tweede planeet is HAT-P-11b, qua grootte vergelijkbaar met Neptunus. De planeten staan op zo’n 100 tot 150 lichtjaar van de aarde. 

Uit de vergetelheid

‘Gasreuzen bestaan voor een belangrijk deel uit helium, maar dit gas is heel moeilijk waarneembaar’, zegt Javier Alonso Floriano van de Universiteit Leiden en mede-onderzoeker van een van de studies. ‘Twintig jaar geleden was echter al voorspeld dat het heliumgas mogelijk in infrarood licht te zien zou kunnen zijn, maar er is toen nauwelijks naar gezocht en daarna is dit in de vergetelheid geraakt. Tot eerder dit jaar, toen de Hubble-ruimtelescoop voor het eerste een dipje zag bij precies de juiste infraroodkleur, wat op helium duidde.’

Meten vanaf de grond

‘Wat onze twee onderzoeksgroepen nu onafhankelijk van elkaar hebben gevonden, is dat dit helium veel beter met telescopen vanaf de grond is waar te nemen’, zegt Lorenzo Pino van de Universiteit van Amsterdam. ‘We kunnen de omvang en snelheid van het gas meten, en hoe het als een ijle halo om de planeten heen zit. Iets wat je met Hubble niet kunt meten.’

Artistieke impressie van de helium-halo (Denis Bajram)

De Nederlandse methode

De techniek maakt gebruik van hoge-resolutiespectroscopie waarmee de kleur van het planeetlicht tot op een-honderdduizendste nauwkeurig wordt gemeten. Beide teams hebben hiervoor een splinternieuwe Spaans-Duitse spectrograaf gebruikt, CARMENES, in het Spaanse Andalusië, nabij Granada. De methode zelf is voor een belangrijk deel ontwikkeld door Nederlandse astronomen. Terwijl een planeet gezien vanaf de aarde voor zijn moederster langsgaat, sijpelt een klein beetje sterlicht door de planeetatmosfeer heen, wat afhankelijk van het soort gas bij heel specifieke kleuren wordt geabsorbeerd. Dit wordt gemeten door gebruik te maken van de snelheid van de planeet, die een Dopplereffect veroorzaakt. 

Dampkring verdampt

‘Wat zo mooi is, is dat we nu eindelijk een goede manier hebben gevonden om het ijle gas rondom zo’n warme exoplaneet te meten’, zegt Aurélien Wyttenbach van de Universiteit Leiden en de Universiteit van Genève. ‘Dit gas laat zien hoe, en met welke snelheid, de hete gasreuzen hun dampkring aan het verliezen zijn. In de heel vroege geschiedenis was dit proces ook belangrijk voor de aarde, maar dat kunnen we nu eigenlijk nergens meer onderzoeken, behalve bij dit soort extreme planeten. Door veel meer planeten te gaan opmeten kunnen we onze ideeën hierover uitgebreid gaan testen.’

Bron: astronomie.nl

Publicaties

  • Spectrally resolved helium absorption from the extended atmosphere of a warm Neptune exoplanet. R. Allart, V. Bourrier, C. Lovis, D. Ehrenreich, J.J. Spake, A. Wyttenbach, L., Pino, F. Pepe, D.K. Sing
  • Ground-based detection of an extended helium atmosphere in the Saturn- mass exoplanet WASP-69b. Lisa Nortmann, Enric Pallé, Michael Salz, Jorge Sanz-Forcada , Evangelos Nagel, F. Javier Alonso-Floriano et al.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie