De snelheid en afstand waarmee planeten om hun respectievelijke brandende sterren draaien, kunnen het lot van elke planeet bepalen - of de planeet al lang een onderdeel van zijn zonnestelsel blijft of sneller verdampt naar het donkere kerkhof van het universum.

In hun zoektocht om meer te weten te komen over verre planeten buiten ons eigen zonnestelsel, astronomen ontdekten dat een middelgrote planeet ongeveer zo groot als Neptunus, GJ 3470b, verdampt 100 keer sneller dan een eerder ontdekte planeet van vergelijkbare grootte, GJ 436b.

De bevindingen, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift van Astronomie en astrofysica , de kennis van astronomen vergroten over hoe planeten evolueren.

"Dit is het rokende pistool dat planeten een aanzienlijk deel van hun totale massa kunnen verliezen. GJ 3470b verliest meer van zijn massa dan enige andere planeet die we tot nu toe hebben gezien; in slechts een paar miljard jaar vanaf nu, de helft van de planeet is misschien verdwenen, " zei David Sing, Bloomberg Distinguished Professor aan de Johns Hopkins en een auteur van de studie.

De studie maakt deel uit van het Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET)-programma, onder leiding van Sing, die tot doel heeft de atmosferen van 20 exoplaneten in ultraviolet te meten, optisch en infrarood licht, terwijl ze om hun sterren draaien. PanCET is het grootste observatieprogramma voor exoplaneten dat wordt uitgevoerd met de Hubble-ruimtetelescoop van NASA.

Een bijzonder interessant onderwerp voor astronomen is hoe planeten hun massa verliezen door verdamping. Planeten zoals "super" aardes en "hete" Jupiters draaien dichter bij hun sterren en zijn daarom heter, waardoor de buitenste laag van hun atmosfeer wordt weggeblazen door verdamping.

Hoewel deze grotere exoplaneten ter grootte van Jupiter en kleinere exoplaneten ter grootte van de aarde talrijk zijn, middelgrote exoplaneten ter grootte van Neptunus (ongeveer vier keer groter dan de aarde) zijn zeldzaam. Onderzoekers veronderstellen dat deze Neptunus van hun atmosfeer wordt ontdaan en uiteindelijk kleinere planeten worden. Het is moeilijk, echter, om er actief getuige van te zijn, omdat ze alleen in UV-licht kunnen worden bestudeerd, die onderzoekers beperkt tot het onderzoeken van nabije sterren die niet groter zijn dan 150 lichtjaar van de aarde, niet verduisterd door interstellair materiaal. GJ 3470b bevindt zich op 96 lichtjaar afstand en cirkelt rond een rode dwergster in de algemene richting van het sterrenbeeld Kreeft.

In dit onderzoek, Hubble ontdekte dat exoplaneet GJ 3470b aanzienlijk meer massa had verloren en een merkbaar kleinere exosfeer had dan de eerste onderzochte exoplaneet ter grootte van Neptunus. GJ436b, vanwege de lagere dichtheid en ontvangst van een sterkere stralingsexplosie van zijn moederster.

De lagere dichtheid van de GJ 3470b maakt het niet in staat om door de zwaartekracht aan de verwarmde atmosfeer te blijven hangen, en terwijl de ster met GJ 436b tussen de 4 miljard en 8 miljard jaar oud was, de ster die GJ 3470b host is slechts 2 miljard jaar oud; een jongere ster is actiever en krachtiger, en, daarom, heeft meer straling om de atmosfeer van de planeet te verwarmen.

Het team van Sing schat dat de GJ 3470b al tot 35 procent van zijn totale massa heeft verloren en over een paar miljard jaar, al zijn gas kan worden verwijderd, alleen een rotsachtige kern achterlatend.

"We beginnen beter te begrijpen hoe planeten worden gevormd en welke eigenschappen hun algehele samenstelling beïnvloeden, "Sing zei. "Ons doel met deze studie en het overkoepelende PanCET-programma is om een ​​brede blik te werpen op de atmosferen van deze planeten om te bepalen hoe elke planeet wordt beïnvloed door zijn eigen omgeving. Door verschillende planeten te vergelijken, we kunnen beginnen met het samenvoegen van het grotere plaatje in hoe ze evolueren."

Ergens naar uitkijken, Sing en het team hopen meer exoplaneten te bestuderen door in infrarood licht naar helium te zoeken. waardoor een groter zoekbereik mogelijk is dan het zoeken naar waterstof in UV-licht.

Momenteel, planeten, die grotendeels uit waterstof en helium bestaan, kan alleen worden bestudeerd door waterstof te traceren in UV-licht. Hubble gebruiken, de aanstaande NASA James Webb Space Telescope (die een grotere gevoeligheid voor helium zal hebben), en een nieuw instrument genaamd Carmenes dat Sing onlangs heeft gevonden, kan de baan van heliumatomen nauwkeurig volgen, astronomen zullen hun zoektocht naar verre planeten kunnen verbreden.