Astronomen onder leiding van de Northwestern University hebben ontdekt dat de zogenaamde 'Roze Planeet' – een mysterieus, zwak hemellichaam dat wetenschappers al meer dan tien jaar in verwarring brengt – een hemel vol zoute wolken heeft. Want niets zegt 'exotische atmosfeer' als een kosmische pretzel.
Al meer dan tien jaar is GJ 504 b – de officiële naam, want 'Roze Planeet' was waarschijnlijk al bezet door een My Little Pony-aflevering – een van de hardnekkige puzzels in de astronomie. Als een van de koudste planetaire massa's die ooit direct zijn afgebeeld, is hij zo zwak dat telescopen op de grond er eigenlijk hun schouders over ophaalden. Tot de James Webb Space Telescope (JWST) er een goede blik op wierp en een atmosfeer vond die zo vreemd is dat de ammoniakwolken van Jupiter eruitzien als gewone vanille.
De bevindingen, gepubliceerd op 18 juni in het Astronomical Journal, leveren een van de eerste directe bewijzen dat zoutwolken kunnen bestaan in de atmosfeer van een koud planetair object – en bevestigen daarmee een voorspelling die wetenschappers meer dan 15 jaar geleden deden. Dus ja, het duurde vijftien jaar en een telescoop van 10 miljard dollar om te bewijzen dat de ruimte zout kan zijn.
'De Roze Planeet is de koudste metgezel die ooit is ontdekt met instrumenten op de grond,' zei Aneesh Baburaj van Northwestern University, een postdoctoraal medewerker bij CIERA die de studie leidde. 'Veel teams over de hele wereld hebben vervolgwaarnemingen gedaan om het licht ervan te bestuderen, maar het was te zwak voor instrumenten op de grond. Dat maakte het een perfect doelwit voor JWST.' Baburaj merkte op dat toen ze eindelijk het spectrum verkregen, 'het er meteen interessant uitzag. Maar toen we dieper in de gegevens doken, realiseerden we ons dat het niet leek op iets wat we eerder hadden geanalyseerd.'
Voor het eerst ontdekt in 2013, draait GJ 504 b om een zonachtige ster op ongeveer 57 lichtjaar van de aarde. Ondanks zijn roze bijnaam zijn onderzoekers er niet eens zeker van of het een planeet is. Met een massa van ruwweg 25 keer die van Jupiter bevindt het zich nabij de vage grens tussen reuzenplaneten en bruine dwergen – het astronomische equivalent van 'het is ingewikkeld.' Officieel noemen astronomen het een 'planetaire massa-metgezel,' wat klinkt als een beleefde manier om te zeggen 'we hebben geen idee wat dit ding is.'
De temperatuur is een ander raadsel. De meeste direct afgebeelde exoplaneten variëren van ongeveer 1000 tot 2000 graden Fahrenheit. GJ 504 b? Een aangename 550 graden Fahrenheit (290 graden Celsius) – ongeveer de temperatuur in een broodoven. Dus als je hoopte op een vakantiehuis op een roze wereld, pak dan ovenwanten in.
Baburaj en zijn team gebruikten JWST om het zwakke licht van het object op te vangen, met geavanceerde verwerkingstechnieken om de schittering van de veel helderdere moederster te verwijderen – eigenlijk ruimtefotografie met een heel duur filter. Ze verkregen het spectrum van de metgezel, waaruit waterdamp, methaan, kooldioxide, ammoniak en andere moleculen bleken. Maar toen ze probeerden de atmosfeer na te bootsen met computermodellen, stuitten ze op een probleem: de waarnemingen kwamen alleen overeen met fysiek onrealistische omstandigheden.
De oplossing? Wolken toevoegen. Specifiek zoutwolken. 'We hebben simulaties met wolken uitgevoerd en de resultaten kwamen overeen met wat we weten over koude planeten,' zei Baburaj. 'We hebben drie verschillende soorten wolken geprobeerd, en zoutwolken pasten het beste.' Zodra zoutwolken waren opgenomen, verdwenen de vreemde inconsistenties – want blijkbaar heeft het universum een voorliefde voor kruiden.
Het spectrum hint er ook op dat GJ 504 b een ongewoon grote hoeveelheid zware elementen bevat (astronomen noemen ze 'metalen', omdat ze graag iedereen in verwarring brengen). Maar er blijven vragen over hoe het is gevormd – ofwel via planeetvormingsprocessen ofwel via stervormingsprocessen. Het huidige bewijs is, om het wetenschappelijk te zeggen, niet doorslaggevend.
Baburaj gelooft dat de methoden die voor deze studie zijn ontwikkeld, wetenschappers kunnen helpen andere koude en zwakke planetaire objecten te onderzoeken. Jupiter bijvoorbeeld heeft wolken van ammoniakijs – wat spannend is, maar niet zo spannend als zout. 'Dit is de eerste keer dat we hebben ontdekt dat zoutwolken bestaan in de atmosfeer van een koud planetair object,' zei Baburaj. 'Het opent een nieuw venster voor het begrijpen van de atmosferen van koude planeten en bruine dwergen.'