Magnetisch veld van ster laat gasvormige exoplaneet opzwellen

De Amerikaanse astronoom Derek Buzasi, van Florida Gulf Coast University, heeft een verklaring gevonden voor het raadsel van de opgezwollen exoplaneten. Dat zijn Jupiter-achtige planeten die op heel korte afstand rond hun ster draaien en veel groter zijn dan theoretisch voorspeld. De verklaring hiervoor werd onder andere gezocht in de hitte van de ster. Buzasi denkt dat de energie van het magnetische veld van de ster zo’n exoplaneet kan verhitten (Astrophysical Journal Letters, 10 maart).

Gasplaneten van het formaat van Jupiter hebben geen inwendige energiebron. Zij koelen na hun ontstaan dus langzaam af en krimpen in. De omvang van zo’n reuzenplaneet wordt vooral bepaald door zijn massa, samenstelling en leeftijd. Dat blijkt inderdaad te kloppen bij gasreuzen die op grote afstand rond hun ster draaien. Maar planeten op minder dan 12 miljoen kilometer afstand houden zich niet aan deze regel en zijn vaak veel groter.

Aanvankelijk werd gedacht dat deze hete Jupiters zijn uitgedijd doordat ze door hun ster flink worden verhit. Maar astronomen kennen geen mechanisme dat de hittestraling voldoende diep in de planeet kan laten doordringen om dit effect te veroorzaken. Daarom heeft Buzasi de invloed van het magnetische veld van de ster bestudeerd. Dit veld omspoelt de magnetosfeer van de naburige planeet en pompt daar voortdurend energie in.

Vanuit deze magnetosfeer stroomt de energie vervolgens stapsgewijs naar de planeet. Dat gebeurt in de laatste stap via elektrische stromen tussen de ionosfeer en het inwendige, het zogeheten global electric circuit. Tijdens dit transport wordt door deze elektrische stromen weerstandswarmte opgewekt en wordt het inwendige van de planeet dus verhit. Dit proces, maar dan op kleinere schaal, vindt ook plaats boven de aarde en andere planeten in ons zonnestelsel.

In de magnetosfeer van planeten in ons zonnestelsel wordt 1 procent van de energie uiteindelijk omgezet in warmte. Als dat ook bij een exoplaneet gebeurt, zou dat genoeg warmte opleveren om de waargenomen opzwelling te kunnen verklaren.

Bovendien blijkt uit een onderzoek aan 150 exoplaneten dat de mate van opzwelling inderdaad (ruwweg) samenhangt met de magnetische activiteit van de ster waar hij omheen draait.

George Beekman