Een kenmerk van de planeet WASP-104b dat door astronomen van de Universiteit van Keele (Groot-Brittannië) is ontdekt, is dat de dichte atmosfeer bijna al het licht dat erin binnenkomt absorbeert. Onderzoekers vergelijken het met steenkool en zeggen dat het een van de donkerste planeten is die ooit zijn ontdekt.
Het object behoort tot de klasse van hete Jupiters, die enorme gasreuzen zijn, vergelijkbaar in massa met Jupiter, maar zeer dicht bij hun sterren gelegen, waardoor ze een zeer hoge temperatuur hebben. Dergelijke planeten hebben doorgaans een omlooptijd van minder dan 10 dagen.
Vertegenwoordigers van deze klasse zijn niet ongewoon, maar ze vertonen vaak kenmerken die ze erg interessant maken voor onderzoek. Een van die kenmerken is bijvoorbeeld dat hete Jupiters veel donkerder zijn dan normale planeten.
De meeste van de hete Jupiters die tot nu toe zijn ontdekt, absorberen ongeveer 40 procent van het licht. In 2008 ontdekten astronomen echter de planeet WASP-12b, die veel donkerder bleek te zijn dan zijn tegenhangers. Wetenschappers hebben ontdekt dat de planeet in staat is om ten minste 94 procent van het binnenkomende licht te absorberen. De gedetecteerde WASP-104b bleek op zijn beurt nog donkerder te zijn. Astronomen schatten dat dit object 97 tot 99 procent van het licht van zijn ster kan absorberen.
“Van alle donkerste planeten waarover in de leerboeken wordt geschreven, kan ik WASP-104b gemakkelijk in de top vijf van de donkerste plaatsen. Nee, zelfs niet de top drie”, zegt het hoofd van de studie, astrofysicus Theo Moknik van Keele University.
Een van de mogelijke verklaringen voor zijn ‘donkere karakter’ zou de afstand kunnen zijn waarop de planeet zich tot zijn ster bevindt - een gele dwerg, die ongeveer 466 lichtjaar van ons verwijderd is in het sterrenbeeld Leeuw. De afstand tussen WASP-104b en zijn thuisster is slechts ongeveer 4,3 miljoen kilometer. Hierdoor is de omlooptijd slechts 1,77 dagen.
Zoals de meeste hete Jupiters, is WASP-104b getij (een van de zijkanten is altijd naar de ster gericht). Met andere woorden, er is een eeuwige dag aan de ene kant van de planeet en een eeuwige nacht aan de andere kant. Het resultaat is dat de dagkant van de planeet zo heet is dat er geen wolken boven kunnen ontstaan, wat de reflectie zou vergroten, en er kan zich geen ijs vormen aan de nachtkant, aangezien de temperatuur van de planeet in het algemeen erg hoog is.
In plaats daarvan heeft WASP-104b een zeer dikke bewolkte atmosfeer, hoogstwaarschijnlijk rijk aan atomaire natrium- en kaliumdeeltjes die licht absorberen in het zichtbare spectrum en de planeet erg donker maken, zelfs aan de dagzijde, die altijd wordt verlicht door een ster. Aan de nachtkant van de planeet zullen zich waarschijnlijk wolken vormen, maar aangezien er nooit licht komt, hebben deze wolken niets te reflecteren.
Promotie video:
Ondanks het feit dat hete Jupiters meestal donkerder zijn dan normale planeten, zijn ze niet moeilijker te detecteren. Ze zijn allemaal erg ver van ons verwijderd om direct te worden gezien of tegen de achtergrond van de veel helderdere sterren waar ze omheen staan.
De enige beschikbare methode om deze planeten te detecteren, is door de verandering in helderheid van de sterren zelf te observeren, die de neiging heeft af te nemen naarmate de planeet voor de ster en de waarnemer passeert. Zo'n zoekactie wordt een transitdetectiemethode genoemd en het is de belangrijkste en zeer effectieve manier om naar nieuwe exoplaneten te zoeken, bijvoorbeeld ruimtetelescopen als Kepler.
Omdat hete Jupiters zeer grote planeten zijn, kunnen ze ook worden gedetecteerd met behulp van de Doppler-methode, een spectrometrische meting van de radiale snelheid van een ster. Een ster met een planetair systeem zal in zijn eigen kleine baan bewegen als reactie op de aantrekkingskracht van de planeet. Dit zal op zijn beurt resulteren in een verandering in de snelheid waarmee de ster naar en van de aarde beweegt (dat wil zeggen, een verandering in de radiale snelheid van de ster ten opzichte van de aarde).
Bovendien kunnen dergelijke planeten niet zwart worden genoemd, zoals bijvoorbeeld steenkool, teer of hetzelfde Vantablack (het donkerste materiaal op aarde). Ze worden donker genoemd om hun reflecterende in plaats van uitgestraalde eigenschappen te bepalen. Omdat deze planeten over het algemeen erg heet zijn, kunnen ze een diepblauwe, paarse of doffe roodachtige gloed hebben.
De donkerste hete Jupiter die ooit is ontdekt, is TrES-2b, dat slechts 0,1 procent van het licht dat erop valt reflecteert.
Nikolay Khizhnyak
