Planeet is zo heet dat ijzer er verdampt

Planeten doorlichten

Sinds de ontdekking van de allereerste exoplaneet in 1992 is de catalogus gegroeid tot duizenden exoplaneten. Naast bijvoorbeeld de grootte en de afstand tot de ster, willen wetenschappers ook weten of er een atmosfeer is en waaruit deze bestaat. Een zogenoemde overgang geeft daarvoor aanwijzingen, als de planeet vanaf de aarde gezien precies voor zijn ster langstrekt. Een deel van het licht van de ster valt dan door de atmosfeer heen. De stoffen in de atmosfeer absorberen specifieke golflengtes licht en dat vormt als het ware een herkenbare handtekening in het lichtspectrum.

Maar er is een complicatie: chemische verbindingen hebben vaak een karakteristieke absorptie in het infrarode spectrum. En laat dat nu net het soort straling zijn dat nauwelijks door onze eigen atmosfeer heen komt (ook vanwege absorptie). Telescopen op aarde hebben daardoor doorgaans moeite om signaturen van stoffen uit het licht van verre exoplaneten te halen.

De overweldigende hitte van KELT-9b helpt nu een handje. Het is er zó heet dat chemische verbindingen er breken en veel stoffen waarschijnlijk als losse atomen en ionen aanwezig zijn, ook metalen als ijzer en titanium. Deze atomen absorberen ook licht, maar dan uit het zichtbare spectrum, en daar weten grote telescopen op aarde wél raad mee.

De Telescopio Nazionale Galileo op het Canarische eiland La Palma samen met de spectrometer HARPS-North wisten tijdens een bijna vier uur durende overgang in de zomer van 2017 een duidelijk absorptiesignaal van ijzer- en titaniumgas op te pikken.

Perfect laboratorium

Voor het bestaan van leven is KELT-9b ongeveer de laatste plek waar je zoekt. “Voor een groep onderzoekers maakt dat deze planeet een minder interessant doelwit voor verder onderzoek. Die mensen kijken liever naar rotsachtige exoplaneten zoals die van TRAPPIST-1”, zegt Lucas Ellerbroek, sterrenkundige van de Universiteit van Amsterdam. “Maar KELT-9b is extreem, en daarom voor het onderzoek aan planeetatmosferen enorm interessant.”

Volgens Ellerbroek hoeft deze ontdekking overigens niet te betekenen dat de atmosfeer tjokvol zit met ijzer- en titaniumgas. Deze stoffen geven een relatief sterk signaal, ook in lage concentraties. “Wat verder onderzoek makkelijker maakt is dat de planeet iedere anderhalve dag voor zijn planeet langs trekt. Er zijn dus veel kansen om hem te onderzoeken”, zegt hij.