In de ochtend bewolkt en in de avond helder. De ‘hete jupiter’ WASP-94A b kent een extreem verschil in weerpatroon tussen ‘ochtend’ en ‘avond’, ontdekten sterrenkundigen.
“Dan gaan we nu over naar het weerbericht. De ochtend begint met zware bewolking en een zandstorm, maar later in de middag lossen de wolken op in de verzengende hitte. In de avond blijft het kraakhelder, gloeiend heet en stormachtig.”
Het klinkt als sciencefiction, maar dit is de feitelijke weersvoorspelling voor een gasreus op 700 lichtjaar afstand. Astronomen van de Johns Hopkins University hebben met de James Webb-ruimtetelescoop voor het eerst een dagelijkse wolkencyclus op een ‘hete Jupiter’ ontrafeld. Ze publiceerden erover in Science.
Lees ook:
- Exoplaneet met bizarre atmosfeer ontdekt: astronomen staan voor een raadsel
- Op deze nabije exoplaneet regent het zand
- Exoplaneet tart theorie over planeetvorming
Irritant fenomeen
Er is altijd veel bewolking op ‘hete Jupiters’ (exoplaneten die op Jupiter lijken en op heel kleine afstand om hun ster heen draaien). Een heel irritant fenomeen, volgens hoofdonderzoeker David Sing. “Het is alsof je door een beslagen raam naar de planeet probeert te kijken.”
Daardoor weet je als astronoom dus niet altijd hoe de wereld er eigenlijk uit ziet. Nu besloten Sing en zijn team eens de blik te richten op de wolken zelf. Dat deden ze met de James Webb-ruimtetelescoop (JWST).
Voorkant en achterkant
De onderzoekers deden metingen terwijl exoplaneet WASP-94A b (vanaf de aarde gezien) voor zijn ster langs bewoog (een zogenoemde transit). Ze konden de ‘voorkant’ van de planeet (waar de overgang van nacht naar dag plaatsvindt; de ‘ochtend’) scheiden van de ‘achterkant’ (de overgang van dag naar nacht; de ‘avond’).
De analyse onthulde een bizar verschil tussen de twee helften. In de ochtend hangen er dikke wolken van magnesiumsilicaat – een mineraal dat we op aarde kennen als hoofdbestanddeel van rotsen en zand. In de avond is de lucht daarentegen kraakhelder.
Koken en verdampen
Hoe kan dat? Volgens Sing en collega’s zijn er twee mogelijkheden. De eerste is dat loeiharde winden de wolken aan de koele nachtzijde hoog de lucht in stuwen, waarna ze aan de hete dagzijde door neerwaartse luchtstromen diep de planeet in worden gezogen. Ze worden dan dus ‘begraven’ en zijn niet meer te zien.
De andere optie is een extreme variant van een fenomeen dat we op aarde kennen: ochtendmist die wegbrandt door de zon. De zandwolken vormen zich in de koude nacht, maar zodra ze naar de dagzijde drijven, zorgt de verzengende hitte (ruim 1000 graden) ervoor dat de wolken letterlijk koken en verdampen.
Veel logischer
De ontdekking dat de avondlucht op WASP-94A b volledig helder is, is een enorme doorbraak. Oude telescopen, zoals de Hubble-ruimtelescoop, zagen geen verschil tussen dag en nacht. Daardoor kreeg je grote meetfouten, want er zaten altijd wolken bij die het beeld verpestten.
Zo werd eerst gedacht dat WASP-94A b bizar genoeg meer dan honderd maal zo veel van de elementen zuurstof en koolstof bevatte dan ‘onze’ Jupiter. Maar door de JWST alleen de kraakheldere ‘avondkant’ te laten meten, zijn Sing en collega’s te weten gekomen dat het slechts vijf keer zoveel zuurstof en koolstof moet zijn. Die waardes zijn veel logischer en passen – in tegenstelling tot de oude metingen – wel bij de huidige theorieën over planeetvorming.
Nog meer
WASP-94A b blijkt overigens niet de enige met deze dynamische atmosfeer. Het team bekeek acht andere hete gasreuzen en ontdekte dezelfde zandwolkencyclus op de planeten WASP-39 b en WASP-17 b.
De onderzoekers gaan de methode nu gebruiken om het weer op nog meer exoplaneten te voorspellen, waaronder een gasreus die zich in de ‘leefbare’ zone van zijn ster bevindt.
Bronnen: Science, Johns Hopkins University via EurekAlert!
Beeld: Hannah Robbins/Johns Hopkins University