De James Webb-telescoop detecteert een stofstorm op een verre wereld

Voor het eerst is een woedende stofstorm waargenomen op een planeet buiten ons zonnestelsel.

Het werd ontdekt op een exoplaneet die bekend staat als VHS 1256b, die ongeveer 40 lichtjaar van de aarde verwijderd is.

Er waren de opmerkelijke mogelijkheden van de nieuwe James Webb Space Telescope (JWST) voor nodig om de ontdekking te doen.

Stofdeeltjes zijn silicaten – kleine korrels samengesteld uit silicium en zuurstof, die de basis vormen van de meeste gesteentemineralen.

Maar de storm die Webb ontdekte, is niet hetzelfde fenomeen dat zou voorkomen in een droog woestijngebied van onze planeet. Het is meer een rotsmist.

“Het is alsof je zandkorrels neemt, maar veel fijner. We hebben het over silicaatkorrels ter grootte van rookdeeltjes”, legt professor Beth Beller van de Universiteit van Edinburgh en de Royal Observatory in Edinburgh, VK, uit.

Ze vertelde BBC News: “Dit is hoe de wolken op VHS 1256b eruit zouden zien, maar het is veel heter. Deze planeet is een heet, jong lichaam. De temperatuur van de bovenste wolk is waarschijnlijk vergelijkbaar met die van een kaarsvlam.”

VHS 1256b werd voor het eerst geïdentificeerd door de in het VK ontwikkelde Vista-telescoop in Chili in 2015.

Het is de zogenaamde “super Jupiter” – een planeet vergelijkbaar met de gasreus in ons zonnestelsel, maar veel groter, misschien 12 tot 18 keer de massa.

Het draait om een ​​paar sterren op grote afstand – ongeveer vier keer de afstand die Pluto van onze zon heeft.

Eerdere waarnemingen van VHS 1256b toonden aan dat het een roodachtig uiterlijk had, wat aangeeft dat er mogelijk stof in de atmosfeer zit. De studie van Webb bevestigt dit.

“Het is fascinerend omdat het laat zien hoe verschillende wolken op een andere planeet kunnen zijn dan de waterdampwolken die we op aarde kennen”, zei professor Beller.

“We zien koolmonoxide en methaan in de atmosfeer, wat aangeeft dat het heet en turbulent is, waarbij materiaal uit de diepte wordt opgezogen.

“Het is mogelijk dat er meerdere lagen silicaatkorrels zijn. Degenen die we zien zijn enkele zeer fijne korrels hoog in de atmosfeer, maar er kunnen grotere korrels dieper in de atmosfeer zijn.”

Telescopen hebben eerder silicaten gedetecteerd in zogenaamde bruine dwergen. Dit zijn in feite sterachtige objecten die niet goed kunnen ontbranden. Maar dit is een primeur voor een object ter grootte van een planeet.

Om de ontdekking te doen, gebruikte Webb de Medium Infrared Spectrometer (Miri), gedeeltelijk gebouwd in het VK, en de Near Infrared Spectrometer (NirSpec).

Ze hebben geen mooie foto’s van de planeet gemaakt, althans niet in dit geval. Wat ze deden, was het licht dat uit VHS 1256b kwam, ontleden in de samenstellende kleuren om zo de samenstelling van de atmosfeer te karakteriseren.

“JWST is de enige telescoop die al deze moleculaire en stofeigenschappen samen kan meten”, zegt Merry, co-hoofdonderzoeker professor Gillian Wright, die het STFC UK Astronomy Centre leidt, ook in Edinburgh.

“Het dynamische beeld van de atmosfeer van VHS 1256b dat door deze studie wordt geleverd, is een goed voorbeeld van de detecties die mogelijk worden gemaakt door de geavanceerde mogelijkheden van Miri en NirSpec samen.”

De primaire missie van JWST is het observeren van de pioniersterren en sterrenstelsels die pas een paar honderd miljoen jaar na de oerknal voor het eerst helder schenen. Maar het belangrijkste doel is om exoplaneten te onderzoeken. Bij Miri en NirSpec heeft het de tools om zijn atmosferen tot in ongekend detail te bestuderen.

Wetenschappers hopen dat ze er zelfs achter kunnen komen of sommige exoplaneten omstandigheden hebben die geschikt zijn om leven te herbergen.

James Webb is een samenwerkingsproject van de Amerikaanse, Europese en Canadese ruimteagentschappen. Het werd gelanceerd in december 2021 en wordt beschouwd als de opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop.