De detectie van barium in de atmosfeer van een exoplaneet

Deze animatie illustreert de methode die astronomen gebruiken om de atmosferen van exoplaneten te onderzoeken. Als de planeet voor zijn ster langs schuift, wordt het licht van de ster gefilterd door elementen en moleculen in de gaslaag, waardoor het sterlicht dat wij hier op aarde waarnemen verandert. Elk element of molecuul laat een unieke chemische vingerafdruk achter in het waargenomen spectrum.

Astronomen hebben deze zogeheten transit-techniek gebruikt voor de detectie van barium – het zwaarste element dat tot nu toe in de atmosferen van exoplaneten is ontdekt – bij de exoplaneten WASP-76 b en WASP-121 b. Hun moedersterren bestaan uit vele elementen, waaronder waterstof en geringe hoeveelheden barium. Wanneer het sterlicht door de atmosfeer van de planeet wordt gefilterd, wordt de vingerafdruk van barium versterkt, waardoor hij zijn aanwezigheid verraadt. In de echte spectra van WASP-76 b en WASP-121 b zitten overigens nog veel meer elementen dan waterstof en barium – de twee die we ter illustratie voor deze animatie hebben gekozen. Met een kern die uit slechts één proton bestaat, is waterstof het eenvoudigste element in het heelal. Barium is heeft 56 protonen in zijn kern en is dus veel zwaarder.

Het barium werd ontdekt in de twee ultrahete Jupiters WASP-76 b en WASP-121 b met behulp van het uiterst gevoelige ESPRESSO-instrument van ESO’s Very Large Telescope. Hoe dit barium zich op zulke grote hoogten in deze exotische atmosferen kan handhaven, is een raadsel.