Persbericht

ESO-telescoop doet waarnemingen van exoplaneet waar het ijzer regent

11 maart 2020

Onderzoekers die gebruik maken van ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben een exotische exoplaneet waargenomen waar vermoedelijk regens van ijzer voorkomen. Aan de dagzijde van de ultrahete reuzenplaneet lopen de temperaturen op tot boven de 2400 graden Celsius – hoog genoeg om metalen te doen verdampen. Krachtige winden transporteren de ijzerdamp naar de nachtzijde, waar hij tot ijzerdruppeltjes condenseert.

‘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 exoplaneet, waarvan de resultaten vandaag in het tijdschrift Nature zijn gepubliceerd. De planeet, die bekendstaat als WASP-76b, bevindt zich op een afstand van 640 lichtjaar in het sterrenbeeld Vissen. 

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

Aan zijn dagzijde ontvangt de planeet duizenden keren meer straling van zijn moederster als de aarde van de zon. Het is er zo heet dat moleculen in atomen worden gesplitst, en metalen zoals ijzer verdampen en in de atmosfeer terechtkomen. Het extreme temperatuurverschil tussen dag- en nachtzijde resulteert in krachtige winden die de ijzerdamp van de ultrahete dagzijde naar de koelere nachtzijde transporteren, waar de temperaturen tot ongeveer 1500 graden Celsius dalen.

Volgens het nieuwe onderzoek verschillen niet alleen de dag/nacht-temperaturen op WASP-76b, ook heeft elk halfrond zijn eigen chemische eigenschappen. Met behulp van het nieuwe ESPRESSO-instrument van ESO’s VLT in de Chileense Atacama-woestijn hebben de astronomen voor het eerst chemische variaties op zo’n ultrahete reuzenplaneet waargenomen. Ze hebben een sterke signatuur van ijzerdamp gedetecteerd op de avondgrens, die de dagzijde van de planeet scheidt van de nachtzijde. ‘Verrassend genoeg hebben we echter geen ijzerdamp in de ochtend waargenomen’, zegt Ehrenreich. Dat komt volgens hem doordat ‘het aan de nachtzijde van deze extreme exoplaneet ijzer regent.’

‘De waarnemingen laten zien dat de atmosfeer aan de hete dagzijde van WASP-76b rijk is aan ijzerdamp’, voegt María Rosa Zapatero Osorio, astrofysicus aan het Centrum voor Astrobiologie in Madrid, Spanje, en voorzitter van het wetenschappelijke team van ESPRESSO, daaraan toe. ‘Een fractie van dit ijzer wordt door de rotatie van de planeet en de winden in zijn atmosfeer naar de nachtzijde overgebracht. Daar belandt het ijzer in een veel koelere omgeving, waar het condenseert en neerregent.’

Dit resultaat komt voort uit de allereerste wetenschappelijke waarnemingen die in september 2018 met ESPRESSO zijn gedaan door het wetenschappelijke consortium dat het instrument heeft gebouwd: een team met leden uit Portugal, Italië en Zwitserland, en van ESO.

ESPRESSO – de Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations – is oorspronkelijk ontworpen om op aarde-achtige planeten rond zonachtige sterren te jagen. Maar het blijkt veel veelzijdiger te zijn. ‘We beseften al snel dat het grote licht-opvangende vermogen van de VLT en de extreme stabiliteit van ESPRESSO een perfect apparaat voor het onderzoek van de atmosferen van exoplaneten heeft opgeleverd’, zegt Pedro Figueira, ESPRESSO-instrumentwetenschapper bij ESO in Chili.

‘We hebben nu een compleet nieuwe manier om het klimaat op de meest extreme exoplaneten te onderzoeken’, besluit Ehrenreich.

Noten

•  In een eerdere versie van dit persbericht werd de afstand van WASP-76b gesteld op 390 lichtjaar, gebaseerd op een studie uit 2016. Recentere data geven aan dat de exoplaneet zich bevindt op een afstand van 640 lichtjaar.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in een artikel dat in Nature verschijnt. 

Het onderzoeksteam bestaat uit David Ehrenreich (Observatoire astronomique de l’Université de Genève, Genève, Zwitserland [UNIGE]), Christophe Lovis (UNIGE), Romain Allart (UNIGE), María Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, Spanje [CSIC-INTA]), Francesco Pepe (UNIGE), Stefano Cristiani (INAF Osservatorio Astronomico di Trieste, Italië [INAF Trieste]), Rafael Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spanje [IAC]), Nuno C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [CAUP] & Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugal [FCUP]), Francesco Borsa (INAF Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Italië [INAF Brera]), Olivier Demangeon (CAUP), Xavier Dumusque (UNIGE), Jonay I. González Hernández (IAC), Núria Casasayas-Barris (IAC), Damien Ségransan (UNIGE), Sérgio Sousa (CAUP), Manuel Abreu (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, Portugal [IA] & Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal [FCUL], Vardan Adibekyan [CAUP], Michael Affolter (Physikalisches Institut & Center for Space and Habitability, Universität Bern, Zwitserland [Bern]), Carlos Allende Prieto (IAC), Yann Alibert (Bern), Matteo Aliverti (INAF Brera), David Alves (IA & FCUL), Manuel Amate (CAUP), Gerardo Avila (European Southern Observatory, Garching bei München, Duitsland [ESO]), Veronica Baldini (INAF Trieste), Timothy Bandy (Bern), Willy Benz (Bern), Andrea Bianco (INAF Brera), Émeline Bolmont (UNIGE), François Bouchy (UNIGE), Vincent Bourrier (UNIGE), Christopher Broeg (Bern), Alexandre Cabral (IA & FCUL), Giorgio Calderone (INAF Trieste), Enric Pallé (IAC), H.M. Cegla (UNIGE), Roberto Cirami (INAF Trieste), João M.P. Coelho (IA & FCUL), Paolo Conconi (INAF Brera), Igor Coretti (INAF Trieste), Claudio Cumani (ESO), Guido Cupani (INAF Trieste), Hans Dekker (ESO), Bernard Delabre (ESO), Sebastian Deiries (ESO), Valentina D’Odorico (INAF Trieste & Scuola Normale Superiore, Pisa, Italië), Paolo Di Marcantonio (INAF Trieste), Pedro Figueira (European Southern Observatory, Santiago de Chile, Chile [ESO Chile] & CAUP), Ana Fragoso (IAC), Ludovic Genolet (UNIGE), Matteo Genoni (INAF Brera), Ricardo Génova Santos (IAC), Nathan Hara (UNIGE), Ian Hughes (UNIGE), Olaf Iwert (ESO), Florian Kerber (ESO), Jens Knudstrup (ESO), Marco Landoni (INAF Brera), Baptiste Lavie (UNIGE), Jean-Louis Lizon (ESO), Monika Lendl (UNIGE & Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, Oostenrijk), Gaspare Lo Curto (ESO Chili), Charles Maire (UNIGE), Antonio Manescau (ESO), C.J.A.P. Martins (CAUP & Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal), Denis Mégevand (UNIGE), Andrea Mehner (ESO Chile), Giusi Micela (INAF Osservatorio Astronomico di Palermo, Italië), Andrea Modigliani (ESO), Paolo Molaro (INAF Trieste & Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Italië), Manuel Monteiro (CAUP), Mario Monteiro (CAUP & FCUP), Manuele Moschetti (INAF Brera), Eric Müller (ESO), Nelson Nunes (IA), Luca Oggioni (INAF Brera), António Oliveira (IA & FCUL), Giorgio Pariani (INAF Brera), Luca Pasquini (ESO), Ennio Poretti (INAF Brera & Fundación Galileo Galilei, INAF, Breña Baja, Spanje), José Luis Rasilla (IAC), Edoardo Redaelli (INAF Brera), Marco Riva (INAF Brera), Samuel Santana Tschudi (ESO Chile), Paolo Santin (INAF Trieste), Pedro Santos (IA & FCUL), Alex Segovia Milla (UNIGE), Julia V. Seidel (UNIGE), Danuta Sosnowska (UNIGE), Alessandro Sozzetti (INAF Osservatorio Astrofisico di Torino, Pino Torinese, Italië), Paolo Spanò (INAF Brera), Alejandro Suárez Mascareño (IAC), Hugo Tabernero (CSIC-INTA & CAUP), Fabio Tenegi (IAC), Stéphane Udry (UNIGE), Alessio Zanutta (INAF Brera), Filippo Zerbi (INAF Brera).

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili, met Australië als strategische partner. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT) en haar toonaangevende Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen – VISTA, die in het infrarood werkt, en de op zichtbare golflengten opererende VLT Survey Telescope. Ook op Paranal zal ESO onderkomen bieden aan en het beheer voeren over de Cherenkov Telescope Array South, ’s werelds grootste en meest gevoelige observatorium van gammastraling. ESO speelt tevens een belangrijke partnerrol bij twee faciliteiten op Chajnantor, APEX en ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Extremely Large Telescope, de ELT, die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

•          Onderzoeksartikel

•          Foto’s van ESPRESSO

•          Foto’s van de VLT

•          Meer over ESPRESSO en hoe deze exoplaneten opspoort

Contact

David Ehrenreich
Associate Professor at the University of Geneva
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 23 90
E-mail: david.ehrenreich@unige.ch

Francesco Pepe
Professor at the University of Geneva and Principal Investigator of the ESPRESSO consortium
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 23 96
E-mail: francesco.pepe@unige.ch

María Rosa Zapatero Osorio
Chair of the ESPRESSO science team at Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel: +34 9 15 20 64 27
E-mail: mosorio@cab.inta-csic.es

Pedro Figueira
Astronomer at ESO and Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, instrument scientist of ESPRESSO
Santiago, Chile
Tel: +56 2 2463 3074
E-mail: pedro.figueira@eso.org

Nuno C. Santos
Co-principal investigator of the ESPRESSO consortium at Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto and Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +351 226 089 893
E-mail: nuno.santos@astro.up.pt

Stefano Cristiani
Co-principal investigator of the ESPRESSO consortium at INAF Astronomical Observatory of Trieste
Trieste, Italy
Tel: +39 040 3199220
E-mail: stefano.cristiani@inaf.it

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mob: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Rodrigo Alvarez (press contact België)
ESO Science Outreach Network en Planetarium, Royal Observatory of Belgium
Tel: +32-2-474 70 50
E-mail: eson-belgië@eso.org

Connect with ESO on social media