Twee metaalrijke ‘exo-mercuriussen’ ontdekt

Astronomie

Twee exoplaneten hebben hoge metaalgehaltes, net als Mercurius. Het ‘buitenbeentje’ van ons zonnestelsel is wellicht toch niet zo vreemd.

Mercurius, metaalrijke planeet. Foto NASA/JPL

Twee recent ontdekte exoplaneten – planeten die niet om de zon draaien, maar om andere sterren – hebben opvallend veel massa voor hun omvang. Astronomen denken dat hun opbouw lijkt op die van Mercurius, het metaalrijke buitenbeentje van ons zonnestelsel.

De meeste rotsachtige planeten die we kennen – de aarde, Venus, Mars en diverse exoplaneten – hebben een omvang en massa die doen vermoeden dat ze voor ongeveer 30 massaprocent uit metalen en voor de rest uit gesteenten en lichtere materialen bestaan. De bekendste uitzondering is Mercurius, de planeet die zich het dichtst bij onze zon bevindt. Daar is de verhouding metaal/gesteente precies omgekeerd.

In een maandag in Nature Astronomy verschenen publicatie maakt een internationaal team van astronomen bekend dat ook de binnenste planeet van de ster K2-229 zo metaalrijk is. En datzelfde geldt voor de binnenste planeet van de ster K2-106, waarover een ander onderzoeksteam al in december in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics heeft bericht.

De twee zonachtige sterren zijn respectievelijk 325 en 825 lichtjaar van ons verwijderd. De ene heeft (minstens) drie planeten, de andere twee. Deze planeten verraden hun bestaan doordat ze periodiek voor hun ster langs trekken. Dat resulteert in regelmatig optredende variaties in het licht van de ster, die zijn gedetecteerd door de Amerikaanse Kepler-satelliet.

Uit de meetgegevens van Kepler volgt dat exoplaneet K2-229b 17 procent groter is dan de aarde en K2-106b 50 procent. Metingen van de schommelbeweging van hun moedersterren, verricht met telescopen op aarde, laten zien dat ze achtereenvolgens 2,5 en 8 keer zoveel massa hebben als onze planeet. Daaruit kan worden afgeleid dat ze verhoudingsgewijs net zo metaalrijk zijn als Mercurius.

Blijkbaar zijn planeten met een Mercurius-achtige opbouw dus niet zo schaars als lange tijd werd vermoed. Dat is gunstig voor planeetwetenschappers, want die worstelen nog met de omvang van de metaalkern van Mercurius. Door de overeenkomsten en verschillen tussen planeten van dit type goed in kaart te brengen, hopen zij een verklaring voor hun bijzondere opbouw te kunnen vinden.

Voor het het ontstaan van het hoge metaalgehalte van Mercurius bestaan verschillende theorieën. De meest gangbare is dat Mercurius een groot deel van zijn oorspronkelijke rotsmantel is kwijtgeraakt bij een botsing met een forse soortgenoot. Een andere mogelijkheid is dat de zon in haar prille jeugd zoveel hitte gaf, dat deze rotsmantel grotendeels is verdampt. Ook is het denkbaar dat het materiaal waaruit Mercurius is gevormd simpelweg een overdaad aan metalen bevatte.

In oktober van dit jaar lanceert het Europese ruimteagentschap ESA een nieuwe ruimtesonde, BepiColombo, die onder meer uitsluitsel moet zien te krijgen over het ontstaansproces van de binnenste planeet van ons zonnestelsel. BepiColombo zal pas in 2025 bij Mercurius aankomen.

    • Eddy Echternach