Deze extreme planeet veroorzaakt uitbarstingen op zijn ster en blaast zo zijn eigen atmosfeer weg

Wetenschappers hebben voor het eerst gezien hoe een planeet buiten ons zonnestelsel zijn eigen atmosfeer kapotmaakt door uitbarstingen op zijn ster te veroorzaken.

HIP 67522 b draait extreem dicht bij zijn ster; slechts twaalf keer de straal van de ster. Daardoor duurt een ‘jaar’ op de planeet slechts zeven dagen. Het is er bovendien snikheet. De temperaturen op de planeet lopen op tot boven de 1.000 graden Celsius. De ster waar de planeet rond draait, is bovendien jong en barst van de activiteit, met een sterk magnetisch veld dat lijkt op een wirwar van onzichtbare touwen. HIP 67522 b trekt continu aan die touwen.

Maximilian Guenther van ESA, expert in exoplaneten en deelnemer aan het onderzoek waarin wordt beschreven hoe HIP 67522 b zijn ster beïnvloedt, beschrijft het in een interview met Scientias.nl: “de planeet draait zo dicht rond de ster dat hij constant de magnetische veldlijnen van de ster verstoort. Die extra energie keert terug naar de ster en veroorzaakt plotselinge uitbarstingen (flares) precies op de plek waar de magnetische verbinding het oppervlak raakt.” Deze uitbarstingen zijn explosies van energie, zoals zonnevlammen maar dan veel heftiger. En ze strippen de planeet stilaan van zijn atmosfeer.

Twee ruimtetelescopen
Hoe hebben de onderzoekers dit ontdekt? Met twee ruimtetelescopen: TESS en CHEOPS. TESS is een soort verkenner die talloze sterren tegelijkertijd in de gaten houdt en zoekt naar kleine dipjes in hun helderheid. CHEOPS is meer een specialist die één ster tegelijk onder de loep neemt. Guenther legt uit: “Het team ging eerst in de publieke TESS-data op zoek naar aanwijzingen voor dit soort interacties. TESS observeert honderdduizenden sterren. Daarna selecteerden ze de meest veelbelovende kandidaten en dienden een aanvraag in voor observatietijd bij CHEOPS, in de hoop hun interessantste doelwit verder te kunnen volgen. Die tijd werd hen toegekend. Over vijf jaar verzamelden TESS en CHEOPS samen gegevens over 15 uitbarstingen van HIP 67522. Cruciaal: 11 van die uitbarstingen vonden plaats vlak na een transit van de planeet. Die consistente timing, bevestigd door beide telescopen, toont aan dat het hier waarschijnlijk niet gaat om willekeurige steractiviteit, maar om uitbarstingen die veroorzaakt worden door de planeet.”

Een suikerspin-planeet
HIP 67522 b is zo groot als Jupiter, maar zijn dichtheid is extreem laag, zoals suikerspin. Dat maakt hem zeer kwetsbaar. Door de uitbarstingen die hij zelf opwekt, krijgt hij zes keer meer straling te verduren dan normaal. En dat heeft gevolgen. Guenther: “Op basis van recente waarnemingen van de ruimtetelescoop James Webb en theoretische modellen weten we dat de planeet een extreem lage dichtheid en waarschijnlijk een sterk uitgerekte atmosfeer heeft. Die ‘opgeblazen’ toestand is vermoedelijk het gevolg van de intense straling die hij ontvangt van zijn nabije ster; gas zet uit bij verhitting. Aangezien de planeet zijn atmosfeer nu al nauwelijks bijeen weet te houden, dragen deze energiegolven ertoe bij dat de atmosfeer versneld wordt weggeblazen – zoals de wind die de buitenste laag van een wolk meevoert.”

Hoe erg is het? “Volgens het onderzoek halveert de planeet als het ware zijn eigen atmosferische levensduur: hij zal zijn atmosfeer binnen 400 tot 700 miljoen jaar verliezen, terwijl hij die anders nog ongeveer 1 miljard jaar had kunnen behouden”, vertelt Guenther. Over een paar honderd miljoen jaar kan deze gasreus zo krimpen tot iets dat zo groot is als Neptunus.

Een historische ontdekking
Het idee dat een planeet de activiteit van zijn ster kan beïnvloeden, bestaat al sinds de jaren negentig, maar nu is het voor het eerst echt bewezen. “Er waren eerder al aanwijzingen voor zulke interacties in andere systemen, bijvoorbeeld via radiosignalen. Maar geen daarvan kon bevestigd worden aan de hand van vervolgobservaties. HIP 67522 is het eerste systeem waarin wetenschappers herhaalde, statistisch significante uitbarstingen hebben gezien die samenvallen met de baan van een planeet. Dat is echt een primeur.”

Wat nu?
De wetenschappers zitten niet stil. Er is nog een tweede planeet in dit systeem, HIP 67522 c, die wat verder van de ster staat. “Een belangrijke open vraag is of HIP 67522 c – de tweede, iets verder verwijderde planeet in het systeem – soortgelijke interacties vertoont. Zo’n vergelijking zou fantastisch zijn: het zou niet alleen het aantal waarnemingen verdubbelen, maar ook inzicht geven in hoe afstand tot de ster de magnetische interactie beïnvloedt”, zegt Guenther. Toekomstige missies zoals ESA’s Plato zullen helpen om meer van dit soort systemen te vinden en te begrijpen hoe vaak dit voorkomt.