Een internationaal team van wetenschappers heeft de NASA/ESA Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om de atmosfeer van de hete exoplaneet WASP-39b te bestuderen. Door deze nieuwe gegevens te combineren met oudere gegevens, creëerden ze de meest complete studie tot nu toe van een exoplaneetatmosfeer. De atmosferische samenstelling van WASP-39b doet vermoeden dat de vormingsprocessen van exoplaneten heel anders kunnen zijn dan die van onze eigen zonnestelselreuzen.

Onderzoek naar de atmosferen van exoplaneten kan nieuwe inzichten opleveren in hoe en waar planeten rond een ster worden gevormd. "We moeten naar buiten kijken om ons te helpen ons eigen zonnestelsel te begrijpen, " legt hoofdonderzoeker Hannah Wakeford van de University of Exeter in het VK en het Space Telescope Science Institute in de VS uit.

Daarom combineerde het Brits-Amerikaanse team de mogelijkheden van de NASA/ESA Hubble-ruimtetelescoop met die van andere grond- en ruimtetelescopen voor een gedetailleerde studie van de exoplaneet WASP-39b. Ze hebben het meest complete spectrum van de atmosfeer van een exoplaneet geproduceerd dat mogelijk is met de huidige technologie.

WASP-39b draait om een ​​zonachtige ster, ongeveer 700 lichtjaar van de aarde. De exoplaneet is geclassificeerd als een "Hot-Saturnus", Dit weerspiegelt zowel de massa die vergelijkbaar is met de planeet Saturnus in ons eigen zonnestelsel als de nabijheid van zijn moederster. Deze studie vond dat de twee planeten, ondanks een vergelijkbare massa, zijn in veel opzichten grondig verschillend. Niet alleen is het niet bekend dat WASP-39b een ringsysteem heeft, het heeft ook een gezwollen atmosfeer die vrij is van wolken op grote hoogte. Door deze eigenschap kon Hubble diep in de atmosfeer kijken.

Door sterlicht te ontleden dat door de atmosfeer van de planeet filtert, vond het team duidelijk bewijs voor atmosferische waterdamp. In feite, WASP-39b heeft drie keer zoveel water als Saturnus. Hoewel de onderzoekers hadden voorspeld dat ze waterdamp zouden zien, ze waren verrast door de hoeveelheid die ze vonden. Deze verrassing, gecombineerd met de overvloed aan water kon de aanwezigheid van een grote hoeveelheid zwaardere elementen in de atmosfeer worden afgeleid. Dit suggereert op zijn beurt dat de planeet werd gebombardeerd door veel ijzig materiaal dat zich in de atmosfeer had verzameld. Dit soort bombardement zou alleen mogelijk zijn als WASP-39b zich veel verder van zijn gastheerster zou vormen dan nu het geval is.

"WASP-39b laat zien dat exoplaneten vol verrassingen zijn en heel andere samenstellingen kunnen hebben dan die van ons zonnestelsel, " zegt co-auteur David Sing van de Universiteit van Exeter, VK.

De analyse van de atmosferische samenstelling en de huidige positie van de planeet geven aan dat WASP-39b hoogstwaarschijnlijk een interessante binnenwaartse migratie heeft ondergaan, het maken van een epische reis door zijn planetenstelsel. "Exoplaneten laten ons zien dat planeetvorming ingewikkelder en verwarrender is dan we dachten. En dat is fantastisch!", voegt Wakeford toe.

Na zijn ongelooflijke reis naar binnen te hebben gemaakt, is WASP-39b nu acht keer dichter bij zijn moederster, WASP-39, dan Mercurius naar de zon is en het duurt slechts vier dagen om een ​​baan te voltooien. De planeet is ook getijde vergrendeld, wat betekent dat het altijd dezelfde kant van zijn ster laat zien. Wakeford en haar team hebben de temperatuur van WASP-39b gemeten op een verzengende 750 graden Celsius. Hoewel slechts één kant van de planeet naar zijn moederster is gericht, krachtige winden transporteren warmte van de zonnige kant rond de planeet, de donkere kant bijna net zo heet houden.

"Hopelijk zal deze diversiteit die we zien in exoplaneten ons helpen te achterhalen op welke verschillende manieren een planeet zich kan vormen en evolueren, ", legt David Sing uit.

Vooruit kijken, het team wil de NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope gebruiken - gepland voor lancering in 2019 - om een ​​nog completer spectrum van de atmosfeer van WASP-39b vast te leggen. James Webb zal gegevens kunnen verzamelen over de koolstof in de atmosfeer van de planeet, die licht absorbeert met langere golflengten dan Hubble kan zien. Wakeford concludeert:"Door de hoeveelheid koolstof en zuurstof in de atmosfeer te berekenen, we kunnen nog meer leren over waar en hoe deze planeet is gevormd."