Een rotsachtige extrasolaire maan (exomoon) met borrelende lava kan rond een planeet draaien die 550 lichtjaar van ons verwijderd is. Dit wordt gesuggereerd door een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Bern op basis van theoretische voorspellingen die overeenkomen met waarnemingen. De "exo-Io" lijkt een extreme versie van Jupiters maan Io te zijn.

Jupiters maan Io is het meest vulkanisch actieve lichaam in ons zonnestelsel. Vandaag, er zijn aanwijzingen dat een actieve maan buiten ons zonnestelsel, een exo-Io, zou kunnen worden verborgen op het exoplaneetsysteem WASP-49b. "Het zou een gevaarlijke vulkanische wereld zijn met een gesmolten oppervlak van lava, een maanversie van close-in Super Earths zoals 55 Cancri-e", zegt Apurva Oza, postdoctoraal onderzoeker aan het Natuurkundig Instituut van de Universiteit van Bern en medewerker van de NCCR PlanetS, "een plaats waar Jedi's heen gaan om te sterven, gevaarlijk bekend bij Anakin Skywalker." Maar het object dat Oza en zijn collega's in hun werk beschrijven, lijkt nog exotischer dan Star Wars-sciencefiction:de mogelijke exomoon zou om een ​​hete reuzenplaneet draaien, die op zijn beurt in minder dan drie dagen eenmaal rond zijn moederster zou racen - een scenario op 550 lichtjaar afstand in het onopvallende sterrenbeeld Lepus, onder het heldere sterrenbeeld Orion.

Natriumgas als indirect bewijs

Astronomen hebben nog geen rotsachtige maan buiten ons zonnestelsel ontdekt en het is op basis van indirect bewijs dat de onderzoekers in Bern concluderen dat de exo-Io bestaat:natriumgas werd gedetecteerd bij de WASP 49-b op een abnormaal grote hoogte. "Het neutrale natriumgas is zo ver weg van de planeet dat het onwaarschijnlijk is dat het alleen door een planetaire wind wordt uitgestoten, " zegt Oza. Waarnemingen van Jupiter en Io in ons zonnestelsel, door het internationale team, samen met massaverliesberekeningen blijkt dat een exo-Io een zeer plausibele bron van natrium zou kunnen zijn bij WASP 49-b. "Het natrium is precies waar het zou moeten zijn", zegt de astrofysicus.

Getijden houden het systeem stabiel

Al in 2006, Bob Johnson van de Universiteit van Virginia en wijlen Patrick Huggins aan de New York University, De VS hadden aangetoond dat grote hoeveelheden natrium op een exoplaneet kunnen wijzen op een verborgen maan of ring van materiaal, en tien jaar geleden, onderzoekers van Virginia berekenden dat zo'n compact systeem van drie lichamen:ster, close-in reuzenplaneet en maan, stabiel kan zijn over miljarden jaren. Apurva Oza was toen een student in Virginia, en na zijn Ph.D. op manenatmosferen in Parijs, besloten om de theoretische berekeningen van deze onderzoekers op te pakken. Hij publiceert nu de resultaten van zijn werk samen met Johnson en collega's in de Astrofysisch tijdschrift .

"De enorme getijdenkrachten in zo'n systeem zijn de sleutel tot alles, " legt de astrofysicus uit. De energie die vrijkomt door de getijden naar de planeet en zijn maan houdt de baan van de maan stabiel, tegelijkertijd opwarmen en vulkanisch actief maken. In hun werk, de onderzoekers konden aantonen dat een kleine rotsachtige maan meer natrium en kalium de ruimte in kan stoten door dit extreme vulkanisme dan een grote gasplaneet, vooral op grote hoogte. "Natrium- en kaliumlijnen zijn voor ons astronomen kwantumschatten omdat ze extreem helder zijn, " zegt Oza, "de vintage straatlantaarns die onze straten met gele waas verlichten, zijn verwant aan het gas dat we nu detecteren in de spectra van een dozijn exoplaneten."

"We moeten meer aanwijzingen vinden"

De onderzoekers vergeleken hun berekeningen met deze waarnemingen en vonden vijf kandidaat-systemen waar een verborgen exomoon kan overleven tegen destructieve thermische verdamping. Voor WASP 49-b kunnen de waargenomen gegevens het best worden verklaard door het bestaan ​​van een exo-Io. Echter, er zijn andere opties. Bijvoorbeeld, de exoplaneet zou omgeven kunnen zijn door een ring van geïoniseerd gas, of niet-thermische processen. "We moeten meer aanwijzingen vinden, Oza geeft toe. De onderzoekers vertrouwen daarom op verdere waarnemingen met grond- en ruimtegebaseerde instrumenten.

"Terwijl de huidige golf van onderzoek naar bewoonbaarheid en biosignaturen gaat, onze handtekening is een handtekening van vernietiging, ", zegt de astrofysicus. Een paar van deze werelden zouden in een paar miljard jaar kunnen worden vernietigd vanwege het extreme massaverlies. "Het opwindende is dat we deze destructieve processen in realtime kunnen volgen, zoals vuurwerk, ' zegt Oza.