Een planeet op ongeveer 734 lichtjaar afstand lijkt het grootste deel van zijn atmosfeer te missen
Een planeet waarvan wetenschappers denken dat ze de kern kan zijn van een gasreus die brandend dicht bij zijn ster draait, zoals te zien is in de illustratie van deze kunstenaar.
Een dichte, verschroeide planeet rond een verre ster kan de naakte kern zijn van een gasreus.
Satelliet- en op de aarde gebaseerde telescoopobservaties tonen aan dat de nieuw ontdekte exoplaneet een straal heeft van bijna 3,5 keer de aarde en een massa van ongeveer 39 keer zo groot. Die dimensies gecombineerd wijzen op een dichtheid die ongeveer hetzelfde is als die van de aarde, wat suggereert dat de exoplaneet grotendeels uit rots bestaat. In tegenstelling tot andere enorme planeten, heeft deze wereld, TOI 849b genaamd, een nauwelijks aanwezige atmosfeer, die maximaal 4 procent van zijn massa uitmaakt, suggereert een nieuwe studie.
Die atmosfeer is ‘absoluut minuscuul voor een planeet van zijn omvang’, zegt astronoom David Armstrong van de University of Warwick in Coventry, Engeland. ‘Deze is bijna helemaal een blootgestelde rotsbal.’
De grote massa van de planeet en het bijna ontbreken van een atmosfeer suggereren dat TOI 849b is mogelijk de kern van een gasreus, Rapporteren Armstrong en collega’s op 1 juli Natuur. Het is misschien de eerste blootgestelde gasreuskern ooit gevonden.
Met behulp van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite, of TESS, zag het team TOI 849b toen het voorbij een zonachtige ster passeerde op ongeveer 734 lichtjaar afstand. Vervolgwaarnemingen met de La Silla-sterrenwacht van de European Southern Observatory in Chili onthulden de massa van de planeet, die meer dan tweemaal zo groot is als die van Neptunus. Door deze waarnemingen te combineren met het afgeleide volume van de planeet, bleek TOI 849b de dichtste planeet van zijn omvang die tot nu toe is ontdekt.
De exoplaneet zwaait eens in de 18 uur rond de ster en draait zo dichtbij dat het oppervlak zindert rond 1500 ° Celsius. Dat plaatst het in een zeldzame klasse: de meeste planeten die zo dicht bij hun sterren liggen, zijn Jupiter-groot en groter, of Aarde-formaat en kleiner. Slechts een handvol van deze “hete Neptunes” zijn eerder gespot (SN: 30-7-19).
In de standaardtheorie van hoe planeten zich vormen, zou elke kogel van steen die ongeveer 10 aardmassa’s of meer bereikt, gas onverzadigbaar moeten opslokken van de schijf van gas en stof waarin het zich vormde (SN: 5/11/18). ‘Buiten die massa is het erg moeilijk om te voorkomen dat het verandert in een gasreus’, zegt Armstrong. ‘Je krijgt een enorme gasstroom die het vormingsproces overweldigt.’
Bij 39 aardmassa’s zou TOI 849b die dikke atmosfeer moeten hebben, dus waar is het? Er zijn twee belangrijke mogelijkheden voor het ontbrekende gas, rapporteren de onderzoekers. Een daarvan is dat de planeet een opening opende in de protoplanetaire schijf terwijl deze zich vormde, en dus een schamel buffet had om van te eten (SN: 20-5-20). Dat had de groei van de planeet kunnen stoppen voordat het een volwaardige gasreus werd, met alleen een kern.
De andere optie is dat TOI 849b een gasreus was, maar op de een of andere manier zijn atmosfeer verloor. Energie van de ster van de exoplaneet had de atmosfeer voldoende kunnen verwarmen om te ontploffen of weg te koken, of botsingen met andere planeten hadden de gasatmosfeer kunnen weggooien, maar verlieten de rotsachtige kern.
Het is ‘een beetje voorbarig’ om te zeggen dat TOI 849b absoluut een overblijfsel is van een gasreus, zegt Elisabeth Adams, een astronoom bij het Planetary Science Institute, gevestigd in Somerville, Massachusetts. Er zijn nog andere mogelijkheden, zoals het samenvloeien van rotsachtige planeten nadat het grootste deel van de protoplanetaire schijf was verdwenen.
Maar als TOI 849b een voormalige reus is, zal het bestuderen van deze planeet en andere soortgelijke astronomen astronomen helpen meer te weten te komen over de centra van planeten zoals Jupiter en andere gasreuzen. Die kernen zijn verder moeilijk te bestuderen, verborgen in hun dikke, gasachtige cocons.
‘We weten niet eens hoe groot de kern van Jupiter is, en we hebben ruimtevaartuigen naar Jupiter gestuurd’, zegt Adams, die niet bij het werk betrokken was.
De dunne atmosfeer van de exoplaneet kan gassen zijn die van binnenuit de planeet zelf vrijkomen. Kijkend naar het spectrum van sterrenlicht dat door die atmosfeer filtert met toekomstige ruimtetelescopen, zou kunnen onthullen waaruit de planeet is gemaakt, zegt Adams.