Heeft exoplaneet Trappist-1 b toch een atmosfeer?

Tot nu toe werd aangenomen dat het een donkere rotsplaneet is, zonder atmosfeer, die al miljarden jaren blootstaat aan een bombardement van straling en meteorieten. Maar het tegendeel lijkt het geval te zijn: zijn oppervlak vertoont geen tekenen van verwering, wat zou kunnen wijzen op geologische activiteit zoals vulkanisme en platentektoniek. Een andere mogelijkheid is dat de planeet omgeven is door een heiige atmosfeer van koolstofdioxide (Nature Astronomy, 16 december).

Trappist-1 b is een van de zeven rotsachtige planeten die om de veertig lichtjaar verre ster Trappist-1 draaien. Het Trappist-planetenstelsel is uniek, omdat het astronomen in staat stelt om zeven aarde-achtige exoplaneten van relatief dichtbij te bestuderen, waaronder drie die zich binnen de zogeheten leefbare zone van de ster bevinden. Dit is het gebied in een planetenstelsel waar een planeet vloeibaar water op zijn oppervlak zou kunnen hebben.

Het nieuwe onderzoek, waarbij onderzoekers van het Max-Planck Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg (Duitsland) betrokken zijn, onder wie de Nederlander Jeroen Bouwman, maakt gebruik van metingen van de thermische infraroodstraling - voornamelijk warmtestraling – van de planeet Trappist-1 b met behulp van het MIRI-instrument van Webb. Het omvat de resultaten van vorig jaar, waarop de eerdere conclusies waren gebaseerd, die Trappist-1 b omschrijven als een donkere rotsachtige planeet zonder atmosfeer.

‘Het idee van een rotsachtige planeet met een zwaar verweerd oppervlak zonder atmosfeer strookt echter niet met de huidige metingen’, zegt Jeroen Bouwman, die medeverantwoordelijk was voor het waarnemingsprogramma. ‘Daarom denken we dat de planeet bedekt is met relatief onveranderd materiaal.’

Normaal gesproken verweert het oppervlak van een planeet door de inwerking van straling van zijn moederster en meteorietinslagen. De nieuwe resultaten suggereren echter dat het gesteente op het oppervlak van Trappist-1 b hooguit zo’n duizend jaar oud is – aanzienlijk jonger dan de planeet zelf, die naar schatting enkele miljarden jaren oud is. Dit zou erop kunnen wijzen dat de korst van de planeet onderhevig is aan rigoureuze veranderingen, die verklaard zouden kunnen worden door extreem vulkanisme of platentektoniek.

Ook al is dit scenario nu nog hypothetisch, het is niettemin aannemelijk. De planeet is groot genoeg om de inwendige restwarmte van zijn vorming te hebben vastgehouden – net als onze eigen planeet. Ook kan de getijdenwerking van de centrale ster en de overige planeten van het stelsel ervoor zorgen dat door wrijving warmte wordt gegenereerd in het inwendige van Trappist-1b, vergelijkbaar met wat we bij de Jupitermaan Io zien.

Maar de nieuwe meetgegevens laten ook ruimte voor een compleet andere oplossing. Anders dan tot nu toe werd gedacht, zou Trappist-1b een dichte atmosfeer kunnen hebben die rijk is aan koolstofdioxide. Voor dit alternatieve scenario zou zich wel een waas van koolwaterstoffen, oftewel smog, in het bovenste deel van de atmosfeer van de planeet moeten vinden, en dat achten de onderzoekers minder waarschijnlijk.