Stel je voor: je kijkt naar een verre, rotsachtige wereld die lijkt op de Aarde, maar dan zo heet dat gesteente smelt. Velen dachten dat zo'n planeet, te dicht bij zijn ster, simpelweg geen gasmantel kon vasthouden. Een atmosfeer zou direct verbranden of weggeblazen worden. Maar het James Webb Space Telescope (JWST) heeft zojuist de hardste bewijzen gevonden die bewijzen dat we het bij het verkeerde eind hadden.
Dit gaat niet over weer een vage hint. Dit is de meest overtuigende data tot nu toe over een atmosfeer op een aardse exoplaneet. De implicaties zijn enorm: als deze hete rotswerelden hun atmosfeer kunnen behouden, wat betekent dat dan voor de zoektocht naar bewoonbaarheid elders?
TOI-561 b: De 'Ultrahete Superaarde' die niet zou moeten bestaan
We hebben het over TOI-561 b. Dit object is een 'superaarde', 1,4 keer zo groot als onze planeet, maar hij draait zo dicht om zijn ster dat een 'jaar' slechts 11 uur duurt. Vanwege deze extreme nabijheid zou het oppervlak heter moeten zijn dan het smeltpunt van de meeste gesteenten.
Wat onderzoekers echter al langer verbaasde, was de onverwacht lage dichtheid van TOI-561 b. Als hij net als de Aarde zou zijn opgebouwd, moest hij zwaarder zijn. Dit zorgde voor een cruciale vraag: is de kern kleiner, of is er iets anders aan de hand dat hem 'opblaast'?
Waarom de Aarde-vergelijking niet opgaat
In mijn praktijk als wetenschapsvolger valt het me op hoe vaak we complexe, verre objecten proberen te vatten met onze aardse maatstaven. Professoren Teske en haar team wisten dat de omgeving waarin TOI-561 b ontstond, tweemaal zo oud was als onze zon en chemisch heel anders. Dit is kosmische oeroude materie.
De lage dichtheid suggereerde één van twee dingen: ofwel een piepkleine ijzeren kern met een lichte rotsmantel, of iets veel interessanters: een gigantische gaslaag die het hele ding groter deed lijken dan het is.
De James Webb 'Temperatuurtest'
Om te bewijzen dat er een atmosfeer was, moest het team metingen doen die kloppen met de aanwezigheid van gas. Een rotsplaneet zonder atmosfeer, met die extreme nabijheid tot zijn ster, zou moeten gloeien met temperaturen rond de 2.700 graden Celsius aan de dagzijde.
Wat James Webb's NIRSpec-instrument detecteerde, was een enorme verrassing:
- Gemeten temperatuur: ongeveer 1.800° C.
- Het verschil: 900 graden koeler dan verwacht.
Dit is de cruciale informatiekloof. Zo'n significant temperatuurverschil, zelfs op een afstand van miljoenen lichtjaren, schreeuwt om een mechanisme dat warmte transporteert. Alleen een dikke, vluchtige atmosfeer kan deze hitte van de dagzijde naar de nachtzijde verplaatsen en de dagzijde 'afkoelen' tot het gemeten niveau.
De Magma-Oceaan en de Gasuitwisseling
Maar hoe kan een planeet die zo heet is dat gesteente smelt, een atmosfeer behouden? Hier komt het onverwachte evenwicht om de hoek kijken, iets wat veel mensen over het hoofd zien.
Wetenschappers vermoeden dat er een constante strijd gaande is tussen de atmosfeer en de onderliggende magma-oceaan. Zie het als een soort kosmische spons. Terwijl gassen uit de gesmolten laag ontsnappen en de atmosfeer voeden, absorbeert diezelfde magma de andere gassen weer terug.
Dit dynamische evenwicht verklaart waarom de atmosfeer niet weglekt en waarom de dichtheid lager lijkt. Het is een constante, ingewikkelde uitwisseling die we bij onze eigen Aarde nauwelijks tegenkomen.
Wat dit bewijst, is dat de meest extreme werelden misschien wel de beste kandidaten zijn om te laten zien hoe vloeibaar de definitie van een 'planetaire atmosfeer' eigenlijk is. Het James Webb-team is nu druk bezig met de volgende stap: de exacte chemische samenstelling van die atmosfeer vaststellen.
Wat denk jij dat de aanwezigheid van zulke atmosferen over andere, misschien koelere, rotsplaneten zegt? Laat het ons weten in de reacties!
