Onderzoekers die ESO's Very Large Telescope (VLT) gebruiken, hebben een extreme planeet waargenomen waarvan ze vermoeden dat het ijzer regent. De ultrahete gigantische exoplaneet heeft een dagzijde waar de temperatuur boven de 2400 graden Celsius stijgt, hoog genoeg om metalen te verdampen. Sterke winden voeren ijzerdamp naar de koelere nachtzijde waar het condenseert tot ijzerdruppels.

"Je zou kunnen zeggen dat deze planeet 's avonds regenachtig wordt, behalve dat het ijzer regent, " zegt David Ehrenreich, een professor aan de Universiteit van Genève in Zwitserland. Hij leidde een studie, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , van deze exotische exoplaneet. Bekend als WASP-76b, het bevindt zich op zo'n 640 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Vissen.

Dit vreemde fenomeen vindt plaats omdat de planeet 'ijzeren regen' maar één gezicht laat zien, zijn dagzijde, naar zijn moederster, zijn koelere nachtkant blijft in eeuwige duisternis. Zoals de maan in zijn baan om de aarde, WASP-76b is 'getijde vergrendeld':het duurt net zo lang om rond zijn as te draaien als om rond de ster te gaan.

Aan zijn dagzijde, het ontvangt duizenden keren meer straling van zijn moederster dan de aarde van de zon. Het is zo heet dat moleculen uiteenvallen in atomen, en metalen zoals ijzer verdampen in de atmosfeer. Het extreme temperatuurverschil tussen de dag- en nachtzijde resulteert in krachtige winden die de ijzerdamp van de ultrahete dagzijde naar de koelere nachtzijde brengen, waar de temperatuur daalt tot rond de 1500 graden Celsius.

WASP-76b heeft niet alleen verschillende dag-nachttemperaturen, het heeft ook een duidelijke dag-nacht chemie, volgens de nieuwe studie. Met behulp van het nieuwe ESPRESSO-instrument op ESO's VLT in de Chileense Atacama-woestijn, de astronomen identificeerden voor het eerst chemische variaties op een ultrahete gasreuzenplaneet. Ze ontdekten een sterke signatuur van ijzerdamp aan de avondgrens die de dagzijde van de planeet scheidt van de nachtzijde. "Verrassend genoeg, echter, we zien de ijzerdamp niet in de ochtend, " zegt Ehrenreich. De reden, hij zegt, is dat "het ijzer regent aan de nachtzijde van deze extreme exoplaneet."

"De waarnemingen tonen aan dat ijzerdamp overvloedig aanwezig is in de atmosfeer van de warme dagzijde van WASP-76b, " voegt María Rosa Zapatero Osorio toe, een astrofysicus aan het Centrum voor Astrobiologie in Madrid, Spanje, en de voorzitter van het wetenschappelijke team ESPRESSO. "Een fractie van dit ijzer wordt in de nachtzijde geïnjecteerd vanwege de rotatie van de planeet en de atmosferische winden. Daar, het ijzer komt in veel koelere omgevingen terecht, condenseert en regent."

Dit resultaat werd verkregen uit de allereerste wetenschappelijke waarnemingen gedaan met ESPRESSO, in september 2018, door het wetenschappelijk consortium dat het instrument heeft gebouwd:een team uit Portugal, Italië, Zwitserland, Spanje en ESO.

ESPRESSO - de Echelle SPectrograph voor rotsachtige exoplaneten en stabiele spectroscopische waarnemingen - was oorspronkelijk ontworpen om te jagen op aardachtige planeten rond zonachtige sterren. Echter, het is veel veelzijdiger gebleken. "We realiseerden ons al snel dat de opmerkelijke verzamelkracht van de VLT en de extreme stabiliteit van ESPRESSO het een uitstekende machine maakten om exoplaneetatmosferen te bestuderen, " zegt Pedro Figueira, ESPRESSO instrumentwetenschapper bij ESO in Chili.

"Wat we nu hebben, is een geheel nieuwe manier om het klimaat van de meest extreme exoplaneten te traceren, ’, besluit Ehrenreich.