Ons Melkwegstelsel telt miljoenen planeten, maar we weten nog steeds niet precies hoe ze eruitzien. Een van de raadsels is een veel voorkomende soort van planeten die ‘mini-Neptunussen’ of ook wel gasdwergen worden genoemd, omdat ze wat kleiner zijn dan de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. Ze bestaan uit een mengsel van gesteenten en metalen, met een dikke atmosfeer die voornamelijk uit waterstof, helium en misschien water bestaat. Maar vreemd genoeg komen deze raadselachtige planeten in ons eigen zonnestelsel niet voor.
Een nieuwe studie, onder leiding van Eliza Kempton van de Universiteit van Chicago (VS), voegt een nieuwe dimensie toe aan ons beeld van deze verre werelden. Hoewel tot nu toe werd aangenomen dat mini-Neptunussen veelal zijn bedekt met oceanen van gesmolten magma, ontdekte Kempton dat veel van deze exoplaneten weleens een vast oppervlak zouden kunnen hebben. Niet dat ze erg aangenaam zijn om op rond te lopen: hun rotsachtige oppervlak is te danken aan de enorme druk van hun dikke atmosfeer (Astrophysical Journal Letters, 5 november).
Kempton en haar team realiseerden zich dat er iets bijzonders aan de hand is met de mini-Neptunussen nadat ze de planeet GJ 1214 bij een verre ster in het sterrenbeeld Slangendrager hadden onderzocht. Recente gegevens van de Webb-ruimtetelescoop suggereren dat de atmosfeer van deze planeet mogelijk moleculen bevat die groter zijn dan die van waterstof en helium. Dit impliceert dat de atmosfeer van GJ 1214 zwaarder is dan gedacht – vele malen zwaarder ook dan de dunne atmosfeer van de aarde.
Verrast vroeg het team zich af wat dit betekende voor andere planeten. Aan de hand van een reeks computersimulaties van planeten onder verschillende omstandighheden, ontdekten ze dat een aanzienljk deel van de mini-Neptunussen, waarvan aanvankelijk werd aangenomen dat het ‘lava-werelden’ waren, in werkelijkheid een vast oppervlak kunnen hebben.
‘Het is het een of het ander’, aldus Kempton. ‘Er is óf veel magma óf een vast oppervlak, en je zult rekening moeten houden met een aantal factoren met betrekking tot de atmosfeer van een planeet om te kunnen bepalen onder welk regime deze valt.’
De mini-Neptunussen zijn van bijzonder wetenschappelijk belang vanwege hun enorme aantallen en om wat ze ons vertellen over hoe planeten ontstaan. ’Voordat we exoplaneten ontdekten, hadden we een mooi, overzichtelijk verhaal over hoe zonnestelsels ontstaan, gebaseerd op hoe ons zonnestelsel eruitziet. We dachten dat dit ook voor andere zonnestelsels zou gelden’, zegt postdoc-onderzoeker Matthew Nixon. ‘Volgens die logica zouden andere zonnestelsels er net zo uit moeten zien als het onze. Maar dat is niet zo.’
Wetenschappers willen daarom begrijpen hoe mini-Neptunussen ontstaan en hoe ze eruitzien, om zo een completer beeld te krijgen van hoe planeten in het algemeen ontstaan. Dat kan onder andere als leidraad dienen bij het zoeken naar leefbare planeten. (EE)
New study revises our picture of the most common planets in the galaxy