Nieuwe waarnemingen van de James Webb Space Telescope (JWST) laten zien dat exoplaneet WASP-107b snel zijn atmosfeer verliest, met een enorme pluim van heliumgas erachter terwijl hij rond zijn ster draait. Deze ontdekking biedt ongekend inzicht in hoe gasreuzen zich gedragen in extreme stellaire omgevingen en waarom sommige planeten zo anders eindigen dan die in ons eigen zonnestelsel.
Het fenomeen “Super-Puff”.
WASP-107b, gelegen op ongeveer 210 lichtjaar van de aarde, wordt vanwege zijn ongewoon lage dichtheid geclassificeerd als een “super-puff” exoplaneet. Met een omvang van 94% van Jupiter bevat hij slechts 12% van de massa van de gasreus, wat hem opmerkelijk opgeblazen maakt voor zijn gewicht. Dit maakt WASP-107b een zeldzaam geval onder exoplaneten.
De JWST-waarnemingen, gepubliceerd in Nature Astronomy, hebben een heliumgaswolk gedetecteerd die bijna vijf keer zo groot is als de diameter van de planeet. Deze pluim is niet statisch; het ontsnapt actief aan de planeet en beweegt zich vóór WASP-107b in zijn baan. Dit is de eerste keer dat een dergelijke atmosferische ontsnapping rechtstreeks wordt waargenomen met JWST, waardoor wetenschappers een duidelijk beeld krijgen van het proces.
Planetaire migratie en atmosferisch verlies
De extreme omstandigheden rond WASP-107b zijn essentieel om het lot ervan te begrijpen. De planeet draait zeven keer dichter om zijn ster dan Mercurius om de zon, waardoor hij wordt blootgesteld aan intense hitte die zijn buitenste lagen verwijdert. Maar WASP-107b leefde niet altijd zo dichtbij: wetenschappers denken dat het vanuit een verder weg gelegen baan naar binnen migreerde, mogelijk onder druk gezet door zwaartekrachtinteracties met een andere planeet in het systeem (WASP-107c).
“WASP-107c zou een rol kunnen hebben gespeeld in deze migratie”, zegt co-auteur van het onderzoek, Caroline Piaulet-Ghorayeb. Dit suggereert dat planetaire herschikking een veel voorkomend proces is in sterrenstelsels, wat tot onverwachte arrangementen leidt.
Eenmaal dicht bij zijn ster begon de hitte de atmosfeer van WASP-107b te eroderen. De JWST-waarnemingen bevestigden dit: de heliumwolk werd 1,5 uur voordat de planeet zelf voor zijn ster langs trok gedetecteerd. Dit betekent dat de atmosfeer actief in realtime wordt weggeblazen.
Atmosferische compositie onthult aanwijzingen
Naast helium detecteerde de JWST ook water, koolmonoxide, kooldioxide en ammoniak in de atmosfeer van WASP-107b – wat eerdere waarnemingen van de Hubble Ruimtetelescoop bevestigde. Verrassend genoeg was het verwachte methaan afwezig. Dit suggereert dat de atmosfeer een ‘krachtige verticale menging’ ondergaat, waarbij zwaardere gassen uit diepere lagen naar boven worden getrokken als gevolg van de hitte van de ster.
De aanwezigheid van meer zuurstof dan verwacht ondersteunt ook de theorie dat WASP-107b een recente migrant is, omdat de huidige omstandigheden zulke hoge zuurstofniveaus niet zouden toelaten als hij zich dichter bij zijn ster had gevormd.
Samenvattend bieden de JWST-waarnemingen van WASP-107b een unieke momentopname van atmosferisch verlies in actie. De ontdekking benadrukt de dynamische processen die de atmosfeer van exoplaneten vormgeven en onderstreept het belang van planetaire migratie bij het creëren van de diverse werelden buiten ons zonnestelsel.
