Deze opgeblazen planeet verbergt zijn geheimen achter een wolkendek
Soms levert een telescoop juist spannende informatie op door wat hij niet ziet. Dat overkwam een team van astronomen die de atmosfeer van een verre planeet wilden bestuderen. Ze vonden bijna niets, en juist dat vertelt iets opmerkelijks.
De planeet heet WASP-13b. Het is een gasreus die rond een verre ster draait, ongeveer 1.500 graden Kelvin heet en opvallend "opgeblazen": hij is zo'n 1,4 keer zo groot als Jupiter, terwijl hij waarschijnlijk niet veel zwaarder is. Dat maakt hem extra interessant, want zo'n uitgerekte, lichte planeet zou je makkelijker door zijn atmosfeer heen moeten kunnen kijken dan een compacte planeet.
Om de atmosfeer te onderzoeken, gebruikten de onderzoekers een techniek die bekend staat als transmissiespectroscopie. Als de planeet voor zijn ster langs schuift, schijnt het sterlicht even door de dunne rand van de planeetatmosfeer. Verschillende gassen in die atmosfeer, zoals water, koolmonoxide, natrium of helium, laten hun eigen specifieke "handtekening" achter in dat licht. Door die handtekeningen op te sporen, kun je zien waar een atmosfeer uit bestaat.
Het team keek met de telescoop TNG op Sicilië, uitgerust met het instrument GIARPS, naar vier keer dat WASP-13b voor zijn ster langs trok. Ze zochten specifiek naar sporen van helium, waterstof, natrium, water en koolmonoxide. Daarnaast maten ze hoe de baan van de planeet precies staat ten opzichte van de rotatie-as van de ster: die staat vrijwel recht, met een hoek van maar 2,7 graden (plus of min 1,1 graad). Dat betekent dat de planeet netjes in het verlengde van de ster draait, in plaats van scheef.
Maar in de atmosfeer zelf vonden ze niets overtuigends. Geen duidelijke signalen van de onderzochte gassen, in geen van de golflengtes die ze onderzochten. Met computersimulaties testten de onderzoekers vervolgens wat voor soort atmosfeer dit resultaat zou kunnen verklaren. Hun conclusie: als de atmosfeer niet extreem rijk is aan zware elementen (metaalrijker dan tien keer de waarde van onze zon), dan moet er een sluier van wolken hoog in de atmosfeer liggen. Die wolken, op een hoogte waar de druk ruwweg 10 millibar of hoger is, zouden het zicht op de onderliggende gaslagen blokkeren, zoals mist het zicht op een berglandschap wegneemt.
WASP-13b lijkt daarmee te horen bij een groep lichte, hete gasreuzen waarvan de atmosfeer eerder ook al "saai" oogde in waarnemingen: weinig scherpe signalen, vermoedelijk door datzelfde soort hooggelegen wolkendek.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit betekent niet dat we zeker weten dat WASP-13b bewolkt is, of dat zijn atmosfeer geen interessante gassen bevat. De onderzoekers kunnen een extreem metaalrijke atmosfeer zonder wolken niet volledig uitsluiten, al vinden ze dat scenario minder waarschijnlijk. Het is bovendien één onderzoek met één instrument. Toekomstige waarnemingen met krachtigere telescopen zijn nodig om hier echt duidelijkheid over te krijgen.
Waarom is dit de moeite waard? Elke planeet waarvan we de atmosfeer in kaart proberen te brengen, leert ons iets over hoe planeten ontstaan en zich ontwikkelen. Juist wolkendekken die het zicht blokkeren, vormen een terugkerend obstakel bij dit soort onderzoek. Begrijpen wanneer en waarom die wolken ontstaan, helpt astronomen beter te snappen wat voor atmosferen er überhaupt bestaan op de duizenden planeten die we inmiddels buiten ons zonnestelsel hebben ontdekt.