Astronomen hebben extreem krachtige winden ontdekt die de evenaar van de reusachtige exoplaneet WASP-127b teisteren. Met snelheden tot wel 33.000 km/uur vormen deze winden de snelste straalstroom in zijn soort die ooit op een planeet is gemeten. De ontdekking is gedaan met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese zuidelijke sterrenwacht (ESO) in Chili en geeft unieke inzichten in de weerpatronen op een verre wereld.
Tornado's, wervelstormen en orkanen richten een ravage aan op aarde, maar nu hebben wetenschappers, ver buiten ons zonnestelsel, planeetwinden van een geheel andere orde ontdekt. Sinds zijn ontdekking in 2016 doen astronomen onderzoek naar het weer op WASP-127b, een reusachtige gasplaneet op meer dan vijfhonderd lichtjaar van de aarde. De planeet is iets groter dan Jupiter, maar heeft slechts een fractie van diens massa, waardoor hij nogal opgezwollen is. Een internationaal team van astronomen heeft nu een onverwachte ontdekking gedaan: er woeden supersonische winden op de planeet.
‘Een deel van de atmosfeer van deze planeet beweegt met hoge snelheid onze kant op, terwijl een ander deel van ons weg beweegt’, zegt Lisa Nortmann, wetenschapper aan de University of Göttingen (Duitsland) en hoofdauteur van de nieuwe studie. ‘Dit signaal vertelt ons dat er een zeer snelle supersonische straalstroom rond de evenaar van de planeet waait.’
Met negen kilometer per seconde (wat overeenkomt met bijna 33.000 km/uur) overtreffen de straalwinden de draaisnelheid van de planeet met bijna een factor zes [1]. ‘Dit is iets was we nog niet eerder hebben gezien,’ zegt Nortmann. Het is de snelste wind die ooit is gemeten in de straalstroom rond een planeet. Ter vergelijking: de snelste wind die ooit in het zonnestelsel is gemeten, werd waargenomen op Neptunus en bereikte een snelheid van ‘slechts’ 0,5 kilometer per seconde (1800 km/uur).
Het team, waarvan het onderzoek vandaag is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, heeft het weer en de samenstelling van WASP-127b in kaart gebracht met behulp van het CRIRES+-instrument van de VLT. Door te meten hoe het licht van zijn moederster door de bovenste atmosfeer van de planeet reist, zijn ze erin geslaagd om de samenstelling ervan te achterhalen. De resultaten bevestigden de aanwezigheid van waterdamp en koolstofmonoxide in de atmosfeer van de planeet. Maar toen de onderzoekers de snelheid van dit atmosferische materiaal volgden, zagen ze – tot hun grote verrassing – een dubbele piek, wat erop wijst dat de ene kant van de atmosfeer met hoge snelheid naar ons toe beweegt, en de andere kant van ons vandaan. Hieruit concluderen ze dat krachtige straalstromen rond de evenaar de oorzaak van dit onverwachte resultaat kunnen zijn.
Door hun weerkaart verder uit te werken, ontdekte het team ook dat de polen koeler zijn dan de rest van de planeet. Er bestaat ook een klein temperatuurverschil tussen ochtend- en avondkant van WASP-127b.‘Dit toont aan dat de planeet complexe weerpatronen kent, net als de aarde en andere planeten in ons zonnestelsel’, voegt Fei Yan, een van de medeauteurs van het onderzoek en hoogleraar aan de Chinese Universiteit voor Wetenschap en Techniek, toe.
Het onderzoek van exoplaneten boekt snel vooruitgang. Tot een paar jaar geleden konden astronomen alleen de massa en de straal van planeten buiten ons zonnestelsel meten. Tegenwoordig kunnen wetenschappers met telescopen als de VLT al het weer op deze verre werelden in kaart brengen en hun atmosferen analyseren. ‘Inzicht in de dynamica van deze exoplaneten helpt ons om mechanismen zoals warmteverdeling en chemische processen te onderzoeken, waardoor we de vorming van planeten beter begrijpen en mogelijk meer inzicht kunnen krijgen in de oorsprong van ons eigen zonnestelsel’, zegt David Cont van de Ludwig-Maximilians-Universität München (Duitsland), en medeauteur van het onderzoeksverslag.
Interessant genoeg kan dit soort onderzoek momenteel alleen worden gedaan door sterrenwachten op de vaste grond, omdat de instrumenten die momenteel in ruimtetelescopen worden gebruikt niet de vereiste nauwkeurigheid hebben. ESO’s Extremely Large Telescope, die vlakbij de VLT in Chili wordt gebouwd, en diens ANDES-instrument zullen onderzoekers in staat stellen om nog dieper in de weerpatronen op verre planeten te duiken. ‘Dit betekent dat we waarschijnlijk nog fijnere details in de windpatronen kunnen herkennen en dit onderzoek kunnen uitbreiden naar kleinere, rotsachtige planeten,’ concludeert Nortmann.
Noten
[1] Hoewel het team de rotatiesnelheid van de planeet niet rechtstreeks heeft gemeten, verwachten de onderzoekers dat WASP-127b synchrone rotatie vertoont. Dat wil zeggen dat één draaiing om zijn eigen as net zo lang duurt als één draaiing om zijn ster. Als ze weten hoe lang hij erover doet om rond zijn ster te draaien, kunnen ze daaruit afleiden hoe snel de planeet draait.
Bron: ESO
