Astronomen knopen telescopen aan elkaar en brengen verre planeet ongekend nauwkeurig in beeld

Wie met een ruimtesonde naar HR8799e wil vliegen, is al snel een miljoen jaar onderweg. Dat maakt het des te opmerkelijker dat astronomen hebben gezien dat de dampkring van deze planeet tjokvol wervelende wolken zit.

HR8799e is een zogeheten ‘exoplaneet’, een planeet die draait om een andere ster dan de zon. De speurtocht naar dergelijke plekken is een van de meest vruchtbare in de moderne sterrenkunde. Waar Christoffel Columbus één continent ontdekte, onthullen astronomen aan de lopende band complete nieuwe werelden. Duizenden kennen we er inmiddels. Het blijkt alleen lastig om die verre plekken scherp in beeld te krijgen, om bijvoorbeeld te kunnen of hun atmosfeer lijkt op de onze.

In het vakblad Astronomy & Astrophysics beschrijft een internationaal team van 88 astronomen nu een techniek die dat makkelijker moet maken. Zij knoopten telescopen van de Very Large Telescope in Chili aan elkaar tot een supertelescoop. Optische interferometrie, heet dat in vakkringen. Op die manier brachten ze de atmosfeer van HR8799e ongekend nauwkeurig in kaart. Het is voor het eerst dat deze techniek wordt toegepast om een exoplaneet direct in beeld te brengen.

Koolmonoxide

Astronomen konden vervolgens afleiden dat de planeet een krioelende wolkenlaag heeft van ijzer en andere verbindingen. Ook zit de atmosfeer vol koolmonoxide. Opmerkelijk, omdat dat normaal meteen reageert met waterstof tot methaan. ‘Uit onze simulaties bleek dat we de overdaad aan koolmonoxide het best kunnen verklaren wanneer hoge verticale winden in de atmosfeer alles goed door elkaar husselen’, zegt co-auteur Paul Mollière (Universiteit Leiden).

Dankzij interferometrie konden Mollière en collega’s het licht van planeet HR8799e nauwkeurig scheiden van dat van zijn moederster. Een lastige uitdaging, die je wel kunt vergelijken met het fotograferen van een vuurvliegje dat vlak naast een industriële bouwlamp vliegt die recht in je ogen schijnt.

‘Deze techniek zorgt ervoor dat je met een scherpere bril naar dit soort planeten kijkt’, reageert astronoom Lucas Ellerbroek (Universiteit van Amsterdam), zelf niet bij het onderzoek betrokken. Volgens hem vormt het resultaat een ‘mooi bewijs’ van de grote belofte van interferometrie om de atmosferen van dit soort exoplaneten in kaart te brengen.

Nieuwe inzichten

HR8799e is een zogeheten super-Jupiter, een planeettype dat in ons zonnestelsel niet voorkomt. Interessant is dat de planeet naar astronomische begrippen bijzonder jong is: slechts 30 miljoen jaar oud. Ter vergelijking: de aarde is 4,5 miljard jaar oud. Een nauwkeuriger beeld van HR8799e zou daarom nieuwe inzichten kunnen verschaffen in hoe planeten en planetenstelsels ontstaan.

‘Met de huidige gegevens kunnen we bijvoorbeeld nu al de verhouding tussen koolstof en zuurstof in de planeet bepalen’, zegt Mollière. ‘Daaruit kunnen we onder meer bepalen hoe ver van zijn ster HR8799e is ontstaan.’

Het resultaat doet bovenal dienst als proof of concept van optische interferometrie als techniek om exoplaneten in kaart te brengen. Mollière werd naar eigen zeggen tijdens het onderzoek ‘weggeblazen’ door de hoge kwaliteit van de gegevens. ‘Meestal zijn die in ons vakgebied erg ruizig. Hier was daar geen sprake van.’

Dat betekent overigens niet dat interferometrie ook prachtige foto’s oplevert. ‘Je kunt uit deze metingen bergen heel nauwkeurige gegevens halen die onze kennis over dit soort planeten enorm vergroten. Maar mooie plaatjes levert het niet op’, zegt Ellerbroek. Van een koffietafelboek met foto’s van kabbelende beekjes en priemende hooggebergten op verre planeten zal het dus voorlopig nog niet komen.