Waterdamp ontdekt in atmosfeer van koele exoplaneet

gouwepeer

Admin
Medewerker
Administrator
Moderator
Forum lid
Er zit waterdamp in de atmosfeer van exoplaneet K2-18b. Tot die conclusie komen twee astronomische onderzoeksteams op basis van gegevens die met onder meer de Hubble-ruimtetelescoop zijn verzameld (Nature Astronomy en arXiv, 11 september). Het is voor het eerst dat er waterdamp is gedetecteerd in de atmosfeer van een superaarde van gematigde temperatuur. Eerder was al wel waterdamp waargenomen in de atmosferen van ‘onleefbaar’ hete en koude exoplaneten.

Exoplaneet K2-18b, ontdekt in 2015, cirkelt om een ruim 110 lichtjaar verre rode dwergster in het sterrenbeeld Leeuw. Van ons uit gezien schuift hij eens in de 33 dagen voor zijn ster langs. Op dat moment wordt een deel van het sterlicht ‘gefilterd’ door de planeetatmosfeer.

In 2016 en 2017 heeft een team onder leiding van Björn Henneke van de universiteit van Montreal een aantal van deze planeetovergangen geregistreerd met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop. De daarbij verzamelde meetgegevens zijn geanalyseerd door zowel het team van Benneke als door een team onder leiding van Angelos Tsiaras van University College London. De resultaten zijn in goede overeenstemming met elkaar: beide teams melden dat er waterdamp in de atmosfeer van K2-18b zit, en waarschijnlijk ook waterstof en helium.

De aanduiding ‘superaarde’ suggereert een beetje dat de planeet op de aarde lijkt, maar dat is niet waarschijnlijk. Wel ontvangt hij ruwweg net zoveel licht en warmte van zijn ster als onze eigen planeet. Er kan dus ook vloeibaar water zijn op K2-18b, al is het maar in de vorm van wolkendruppeltjes.

Zeker is alleen dat de exoplaneet ruim twee keer zo groot is als de aarde en ruwweg acht keer zoveel massa heeft. Hij kan rotsachtig van karakter zijn en gehuld in een omvangrijke atmosfeer. Maar waarschijnlijker is dat hij grotendeels uit (bevroren) gassen bestaat, net als de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel.

Toekomstige ruimtetelescopen, zoals de Amerikaans/Europese James Webb Space Telescope (2021) en de Europese Ariel (2028), zullen planeten als K2-18b veel nauwkeuriger kunnen onderzoeken dan met de huidige middelen mogelijk is. Het zal dus nog wel even duren voordat we echt weten hoe ‘leefbaar’ exoplaneet K2-18b is.

Bron: allesoversterrenkunde.nl
 

Pendel

moderator
Medewerker
Moderator
Forum lid
Wat een mooie en boeiende ontdekking. Dus ik begrijp goed dat de temperatuur op die planeet gelijk is aan de temperatuur op aarde? En dat door zijn massa de zwaartekracht 8 keer zo sterk is als op aarde (en wij dus 8 keer zo zwaar)? :surprise:
 

gouwepeer

Admin
Medewerker
Administrator
Moderator
Forum lid
De zwaartekracht is afhankelijk van de massa van de planeet en van de straal (helft van de diameter). Elke planeet heeft een andere dichtheid waardoor 2 planeten met de zelfde massa toch een andere diameter kunnen hebben. In dat geval zal de planeet met de kleinste diameter (hogere dichtheid) de grootste aantrekkingskracht hebben.
Voor de ruimtevaart is het lanceren vanaf een hoger gelegen plaats daardoor theoretisch goedkoper (kost minder brandstof) dan op een lager gelegen plaats (waar de aantrekkingskracht toch weer net een fractie hoger zal zijn). De reden waarom dat theoretisch is is dat er nog een andere factor ven belang is bij lanceringen, namelijk het draaien van de Aarde. Hierbij speelt de middelpuntvliedende kracht weer een grotere rol, waardoor zo dicht mogelijk bij de evenaar lanceren toch weer voordeliger is.
Verder speelt de middelpuntvliedende kracht ook een grote rol bij de stijging van de zeespiegel. Door het smelten van poolijs ontstaat er vloeibaar water. Landijs stroomt de zee in wat direct van invloed is op de zeespiegel. Zee ijs geeft theoretisch geen stijging van het waterpeil. Bevroren ijs verplaatst namelijk net zoveel water dan wanneer het volledig ontdooit zal zijn. Door de middelpuntvliedende kracht (ook centrifugale kracht genoemd) zal het zeewater rond de evenaar ook meer rondgeslingerd worden, waardoor het waterpeil daar hoger zal zijn dan rond de polen. Het gesmolten water van de polen word dus ook iets naar de polen getrokken (wat met bevroren ijs niet lukt). Dat is de grootste oorzaak van de zeespiegelstijging die ons uiteindelijk te wachten staat.
 

gouwepeer

Admin
Medewerker
Administrator
Moderator
Forum lid
De zwaartekracht is wel te berekenen.
Met een massa van 8 keer de Aarde en een diameter van 2 keer de Aarde in de formule m:r2 geeft dan 8:22 of 8:4.
Hiermee kom ik uit op 2 keer de zwaartekracht die wij op Aarde beleven.
 

Pendel

moderator
Medewerker
Moderator
Forum lid
Boeiend en ook duidelijk zoals je het uitlegt, ik kan mij er een beeld bij vormen, dank je. :)
 

Pendel

moderator
Medewerker
Moderator
Forum lid
Zee ijs geeft theoretisch geen stijging van het waterpeil. Bevroren ijs verplaatst namelijk net zoveel water dan wanneer het volledig ontdooit zal zijn.
Maar het is toch zo dat water in ontdooide vorm meer volume heeft dan ijs, wat kouder is? De hoeveelheid water blijft gelijk, maar het volume neemt toe naarmate de temperatuur stijgt. Vloeibaar water is altijd warmer dan ijs.
 

gouwepeer

Admin
Medewerker
Administrator
Moderator
Forum lid
Zowel 1 kg ijs als 1 kg water verplaatsen ieder 1 liter water. Door de lagere dichtheid heeft ijs een grotere volume waardoor het blijft drijven. Drijven is de toestand waarbij het drijvend voorwerp evenveel gewicht heeft als de daardoor verplaatste vloeistof.
 

Pendel

moderator
Medewerker
Moderator
Forum lid
Dus wat in feite de zeespiegel laat stijgen is dan het ontdooien van het 1/10 deel dat boven het water uitsteekt?
 

gouwepeer

Admin
Medewerker
Administrator
Moderator
Forum lid
Het ijs wat in het water drijft laat de zeespiegel niet stijgen na het smelten. Het gesmolten water verplaatst namelijk precies evenveel water als het ijs daarvoor heeft gedaan. De middelpuntvliedende kracht trekt het water echter vanuit de polen richting de evenaar. Hoe dichter bij de evenaar, hoe meer het water stijgt. En wij zitten heel ruwweg op ongeveer de helft daarvan. Gesmolten landijs heeft wel een directe invloed op het zeewaterpeil.
 
Bovenaan