Webb-telescoop vindt een atmosfeer op een lavawereld
Astronomen hebben sterk bewijs gevonden dat een rotsplaneet die rond een verre ster draait, een atmosfeer heeft behouden, een resultaat dat ingaat tegen een lang gekoesterde aanname over hoe zulke werelden evolueren. De planeet, HD 3167b genaamd, is een zogenaamde lavawereld, een klasse van rotsplaneten die extreem dicht bij hun moedersterren draaien.
Het werk was gebaseerd op de James Webb-ruimtetelescoop, het krachtigste observatorium dat ooit is gelanceerd, dat het universum in infrarood licht bestudeert vanaf een uitkijkpunt op ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Onderzoekers gebruikten de telescoop om de planeet te observeren terwijl deze voor zijn ster langs trok, een techniek die transmissiespectroscopie wordt genoemd. Door het sterrenlicht dat door eventueel gas rond de planeet filterde te ontleden, vond het team een signaal dat consistent is met een dunne atmosfeer.
HD 3167b bevindt zich in het sterrenbeeld Vissen, op ongeveer 150 lichtjaar afstand. Hij draait in minder dan een dag rond zijn ster, veel sneller dan Mercurius om de zon draait. Op die afstand wordt de planeet geteisterd door stellaire straling, en wetenschappers verwachtten over het algemeen dat elke atmosfeer zou worden weggeblazen en de ruimte in gestuurd.
De planeet bevindt zich in een vreemd middengebied. Voor een lavawereld is hij relatief koel, maar voor leven zoals wij dat kennen is hij veel te heet. Temperaturen aan het oppervlak kunnen hoog genoeg zijn om gesteente te smelten, waardoor zeeën van gesmolten materiaal ontstaan in plaats van wateroceanen. Dat maakt hem een onwaarschijnlijke thuisbasis voor biologie, maar een waardevol natuurlijk laboratorium om te bestuderen hoe atmosferen zich onder extreme omstandigheden gedragen.
Wat de vondst opmerkelijk maakt, is dat de planeet in sommige opzichten op een vroege aarde lijkt, althans in zijn rotsachtige samenstelling en zijn nauwe band met zijn ster. Miljarden jaren geleden kregen de jonge aarde en haar buren ook te maken met intense straling van een actievere zon. Begrijpen welke atmosferen die fase overleven, zou kunnen helpen verklaren waarom sommige rotsplaneten kaal achterblijven en andere een beschermende deken van gas behouden.
Een mogelijkheid is dat de atmosfeer niet primordiaal is, dat wil zeggen niet is geërfd van de wolk van gas en stof die de planeet vormde. In plaats daarvan kan hij van binnenuit worden aangevuld, vrijgegeven door vulkanische activiteit of door de verdamping van gesmolten gesteente aan het oppervlak. Als dat het geval is, zou de planeet een venster kunnen zijn op de inwendige chemie van rotswerelden, een onderwerp dat moeilijk te onderzoeken is, zelfs in ons eigen zonnestelsel.
Het resultaat maakt deel uit van een bredere golf van exoplaneetwetenschap die mogelijk is gemaakt door de Webb-telescoop, die is gebruikt om de luchten van zowel grote als kleine planeten te onderzoeken. Elke nieuwe meting voegt een gegeven toe aan de vraag hoe vaak atmosferen rond kleine rotsplaneten voorkomen en hoe lang ze meegaan.
Voorlopig is HD 3167b een enkel intrigerend geval in plaats van een uitgekristalliseerd beeld. Er zijn meer waarnemingen nodig om de atmosfeer te bevestigen, vast te stellen waaruit hij bestaat en te achterhalen hoe hij standhoudt. Maar het vroege bewijs suggereert dat de grens tussen kale rots en een door gas omhulde wereld vager is dan wetenschappers ooit dachten, en dat zelfs planeten in extreme banen verrassingen kunnen bevatten.