Het regent ijzerdruppels op exoplaneet WASP-76b

Artist’s impression van de nachtzijde van de ultrahete exoplaneet WASP-76b, waar het in permanente duisternis ijzer regent.  beeld ESO, M. Kornmesser

Op aarde is het niet ongewoon dat het water met bakken uit de lucht valt. Op planeet WASP-76b regent het ook. Maar met die regen is iets vreemds aan de hand. Het regent er geen water, maar vloeibaar ijzer.

Dat ontdekten onderzoekers van het Europese Zuidelijke Observatorium (ESO) met de Very Large Telescope (VLT) in Chili. Ze publiceerden hun vondst woensdag in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. Exoplaneet WASP-76b bevindt zich op een afstand van 640 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Vissen.

Ultraheet

Aan zijn dagzijde ontvangt de ultrahete exoplaneet duizenden keren meer straling van zijn moederster dan de aarde van de zon. Daardoor lopen de temperaturen op tot boven de 2400 graden Celsius. Dat is hoog genoeg om metaal te laten verdampen en in de atmosfeer terecht te laten komen. „De atmosfeer aan de hete dagzijde van WASP-76b is rijk is aan ijzerdamp”, zegt María Rosa Zapatero Osorio, astrofysicus aan het Centrum voor Astrobiologie in Madrid, en voorzitter van het wetenschappelijke team.

Het extreme temperatuurverschil tussen de dag- en nachtzijde resulteert in krachtige winden. Deze transporteren de ijzerdamp van de ultrahete dagzijde naar de koelere nachtzijde. Daar condenseert de damp bij 1500 graden Celsius tot ijzerdruppeltjes.

„Je zou kunnen zeggen dat het ’s avonds regenachtig is op deze planeet, maar het regent dan wel ijzer”, zegt David Ehrenreich, hoogleraar aan de Universiteit van Genève in Zwitserland. Hij gaf leiding aan een onderzoek van deze exotische reuzenplaneet.

Donker

Het vreemde verschijnsel ontstaat doordat de planeet altijd hetzelfde halfrond naar zijn moederster toekeert. Op het andere, koelere, halfrond is het altijd donker. WASP-76b vertoont”synchrone rotatie”: één draaiing om zijn as duurt net zo lang als één omloop om zijn ster. Net zoals de maan ook steeds dezelfde kant naar de aarde toekeert.

Het gaat hier om de eerste waarnemingen die zijn gedaan met de zogeheten Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (Espresso). Dit instrument is ontworpen om aardachtige planeten rond zonachtige sterren te onderzoeken. Maar het blijkt ook geschikt om de atmosfeer van andere typen exoplaneten te bestuderen, laat Pedro Figueira, instrumentwetenschapper bij ESO in Chili, weten. Ehrenreich: „We hebben nu een compleet nieuwe manier om het klimaat op de meest extreme exoplaneten te onderzoeken.”