JWST spot de eerste bekende 'stoomwereld'

De atmosfeer van deze exoplaneet gaat volle kracht vooruit.

Een planeet buiten ons zonnestelsel genaamd GJ 9827d heeft een atmosfeer die bijna helemaal bestaat uit hete watermoleculen, zo melden astronomen in de Astrophysical Journal Letters van 4 oktober.

"We gebruiken de term 'stoomwereld'," zegt astronoom Ryan MacDonald aan de Universiteit van Michigan in Ann Arbor.

GJ 9827d werd in 2017 ontdekt in een baan om een ster op ongeveer 100 lichtjaar van de aarde. Met ongeveer tweemaal de grootte van de aarde en driemaal de massa, is het een type planeet dat sub-Neptunus wordt genoemd. Werelden zoals deze zijn het meest voorkomend in de Melkweg, hoewel ons zonnestelsel er geen heeft.

Help ons verbeteren door onze lezersenquête van 15 vragen in te vullen.

Maar alleen weten van de grootte en massa van de planeet is niet genoeg om te bepalen waar het van gemaakt is. Om exoplaneet luchten te onderzoeken, analyseren astronomen het sterrenlicht dat door de atmosfeer van de planeet gaat wanneer het voor zijn moederster langs trekt.

MacDonald en collega's gebruikten de James Webb Space Telescope om twee van deze overgangen, of transits, van GJ 9827d in november 2023 te observeren. De Hubble Space Telescope had eerder vergelijkbare observaties gedaan en tekenen van watermoleculen in de atmosfeer van de planeet gezien, zoals astronomen vorig jaar meldden. Maar het was niet genoeg om te bepalen of de atmosfeer gewoon wat water bevatte, of dat het een complete waterwereld was.

Door de gezichten van de twee telescopen te combineren werd het duidelijk dat de atmosfeer bijna alleen uit water bestond. De temperatuur van de planeet is ongeveer 340° Celsius, dus al dat water zou in dampvorm moeten zijn.

Zulke stoomwerelden "waren voorspeld, maar dit is het eerste observationele bewijs dat ze echt bestaan," zegt Macdonald. "Ik voel me als een Star Trek ontdekkingsreiziger."

Er zou geen solide rotsachtig oppervlak onder de dampende luchten van de planeet kunnen zijn. Diep in de atmosfeer zou de druk van al dat water hoog genoeg moeten zijn om de watermoleculen in vreemde en exotische vormen van materie te dwingen, zoals superkritische fluïda of hete hoge-druk ijsen, aldus MacDonald.

Dat maakt GJ 9827d een onwaarschijnlijke plek om leven te vinden. Maar het bestuderen van de atmosfeer is een goede oefening voor het observeren van planeten die mogelijk bewoonbaar zijn.

"Het is het bewijs van principe dat we zwaardere atmosferen kunnen detecteren," zegt MacDonald. "We zitten op de goede weg naar waar we astrobiologisch willen zijn."