Natte, oververhitte werelden zouden de kloof tussen rotsachtige en gasvormige planeten kunnen overbruggen
Exoplaneten tussen de grootte van de aarde (links) en Neptunus (rechts) worden doorgaans gezien als rotsachtige superaarde of gasvormige mini-neptunus. Simulaties suggereren dat sommige van deze planeten (geïllustreerd in het midden) rotsachtige planeten kunnen zijn die zijn omgeven door water dat niet helemaal vloeibaar is en niet helemaal gas.
Kleine werelden rond andere sterren kunnen in meer dan twee varianten voorkomen.
Met behulp van exoplanet-dichtheden hebben astronomen planeten die groter zijn dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus, grotendeels in twee categorieën gesorteerd: dichtere, rotsachtige superaarde en grotere, gezwollen mini-neptunes (SN: 19-06-17). Van mini-Neptunes wordt algemeen aangenomen dat ze zijn opgevuld in dikke lagen waterstof en heliumgas, zoals de gigantische planeten in ons eigen zonnestelsel. Maar astronomen hebben op slechts enkele mini-Neptunussen duidelijk bewijs van waterstof ontdekt – en, merkwaardig genoeg, sporen van water op andere gezien (SN: 5/11/17).
Nieuwe simulaties geven nu aan dat sommige planeten die op gasvormige mini-Neptunus lijken, eigenlijk rotsachtige planeten kunnen zijn bedekt met oververhitte oceanen, waar het water zich in een exotische staat bevindt tussen vloeistof en gas. Dergelijke extreme saunaachtige werelden zouden de kloof tussen rotsachtige en gasvormige planeettypen kunnen overbruggen, rapporteren onderzoekers op 15 juni Astrophysical Journal Letters.
Olivier Mousis, planetair wetenschapper aan de Aix-Marseille Universiteit in Frankrijk, en collega’s voerden simulaties uit van met de oceaan bedekte werelden in nauwe banen rond hun sterren, waar vaak mini-Neptunes worden gevonden. Intense stellaire straling zou ervoor zorgen dat water op de planeten zou opzwellen in een diffuse laag van “superkritisch” water tussen vloeistof en gas, met daarboven een dampende atmosfeer van waterdamp, vond het team. Op aarde kan superkritisch water worden gebruikt om giftig afval af te breken.
De wallen van elke gesimuleerde planeet hingen af van factoren zoals het watergehalte. Maar het team van Mousis simuleerde waterwerelden met een reeks maten en dichtheden die passen bij bijna alle honderden tot nu toe ontdekte mini-Neptunes. Dit suggereert dat waterbevattende mini-Neptunus beter verklaard kan worden door superkritische oceanen dan door waterstof- en heliumgaslagen. De auteurs merken bijvoorbeeld op dat de mini-Neptunus K2 18b, waar water is opgemerkt, past in het profiel van een superkritische oceaanplaneet van ongeveer 37 procent water (SN: 9/11/19).
Meer gedetailleerde waarnemingen van exoplaneten in de toekomst kunnen bewijzen of dit nieuwe planetaire model water bevat.
