De thermische structuur van de atmosfeer van gigantische exoplaneten van heet gas zal waarschijnlijk worden omgekeerd voor de heetste planeten, een klasse van planeten die bekend staat als ultra-hete Jupiters. Dat concluderen astrofysici van de Universiteit van Amsterdam (UvA) in samenwerking met een internationaal team uit de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk.

Ze waren op zoek naar statistische handtekeningen van ongrijpbare omgekeerde atmosferen met gegevens van de overleden Spitzer Space Telescope. Ze ontdekten dat planeten boven 1700 Kelvin (ongeveer 1400℃) andere emissie-eigenschappen vertoonden dan hun koelere tegenhangers, die temperatuurinversies in de heetste planeten aangeeft en eerdere theoretische voorspellingen ondersteunt. Dit onderzoek is online gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .

Hete Jupiters zijn gasvormige reuzenplaneten met zeer grote atmosferen. Ze lijken op de massa van Jupiter, maar zijn veel heter omdat ze veel dichter bij hun gastheersterren draaien. De temperatuur van de atmosfeer van een planeet verandert met de hoogte. De omschakeling tussen afnemende temperatuur en toenemende temperatuur met toenemende hoogte wordt een temperatuurinversie genoemd. Theoretische voorspellingen van hete Jupiter-atmosferen suggereren dat temperatuurinversies zouden moeten plaatsvinden op planeten van rond 1800K; boven deze temperatuur is het regime van de ultra-hete Jupiters waarin alle moleculaire soorten zich in de gasfase bevinden.

Amsterdamse doctoraat kandidaat Claire Baxter:"De planeten vertonen temperatuurinversie boven 1700K, die sterker lijkt te worden met stellaire straling." Volgens universitair hoofddocent Jean-Michel Désert, dit is enigszins vergelijkbaar met wat er rondom onze eigen aarde gebeurt:"Temperatuurinversie vindt plaats in de atmosfeer van de aarde door de aanwezigheid van ozon."

Het team gebruikte observaties van de dagzijden van 78 hete gasreuzenplaneten, gemaakt met de Spitzer Space Telescopes Infrared Array Camera. Het team observeerde de emissie van deze planeten in twee golflengtebandpassages. Deze techniek van emissiefotometrie geeft informatie over de temperatuur van verschillende druklagen van de atmosfeer van de planeet. Van de twee waargenomen golflengten, de ene zal naar verwachting dieper in de atmosfeer tasten, terwijl de andere grotere hoogten onderzoekt.

Ze ontdekten dat toen de temperatuur van de planeten in hun onderzoek temperaturen tot wel 1700K bereikte, ze begonnen een signatuur van een inversie te zien. Dit signaal kan erg klein zijn voor elke individuele planeet, echter, veel hete planeten met hetzelfde kleine signaal opgeteld. Dit ondersteunt het eerdere theoretische werk dat de temperatuurstructuur van de heetste gasreuzenplaneten thermisch wordt omgekeerd

Désert concludeert:"In de afgelopen twee decennia hebben we gekeken naar de atmosferen van individuele exoplaneten, maar nu betreden we het tijdperk van statistische studies om gemeenschappelijke eigenschappen van planetaire systemen te onthullen."