Hete exoplaneet blijkt dampende waterwereld

De ruim twee jaar geleden ontdekte exoplaneet GJ1214b is een waterwereld. Of eigenlijk een stoomwereld. Dat is – heel in het kort – de conclusie van recent onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop. De resultaten worden binnenkort gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift The Astrophysical Journal.

GJ1214b cirkelt op een afstand van slechts twee miljoen kilometer om een rode dwergster op ongeveer veertig lichtjaar van de aarde en schuift van ons uit gezien met grote regelmaat voor zijn ster langs. Uit de kleine helderheidsafname die de dwergster tijdens deze ‘planeetovergangen’ vertoont, kan worden afgeleid dat GJ1214b ruwweg 2,7 keer zo groot is als de aarde.

Eind 2010 bleek dat er met GJ1214b iets bijzonders aan de hand is. Met een instrument van de Europese Very Large Telescope in Chili kon de kleine schommelbeweging worden gemeten die de planeet bij zijn ster teweegbrengt. En daaruit kon zijn massa worden afgeleid. Resultaat: GJ1214b is ondanks zijn bijna twintig keer grotere volume maar ongeveer zeven keer zo zwaar als de aarde. Dat betekent dat zijn dichtheid gering moet zijn: 2 gram per kubieke centimeter. (Ter vergelijking: bij de aarde is dat 5,5 g/cm3.)

Bij die dichtheid wordt al snel aan een gasplaneet gedacht – een soortgenoot van Jupiter dus. Maar bij eerste metingen werd in de atmosfeer van GJ1214b geen waterstofgas ontdekt – het hoofdbestanddeel van zulke planeten.

Voor die meetresultaten waren twee verklaringen mogelijk: de atmosfeer bestaat grotendeels uit waterdamp óf bevat een absorberende mistlaag die de aanwezigheid van andere gassen maskeert. De nieuwe Hubble-metingen, waarbij gekeken is naar de absorptie van infraroodlicht die de atmosfeer van GJ1214b veroorzaakt als de planeet zich vóór zijn ster bevindt, hebben die tweede mogelijkheid nu uitgesloten.

Nu duidelijk is waar de atmosfeer van GJ1214b uit bestaat, kunnen de speculaties over zijn inwendige beginnen. Volgens de astronomen die de planeet onderzocht hebben, zouden onder de hoge temperatuur en druk in de planeet exotische materialen kunnen ontstaan als ‘warm ijs’ of ‘supervloeibaar water’.