We gingen ervan uit dat iedereen leefde zoals wij.
Rocky Planet betekent een specifiek recept. Ijzeren wastafels. Er drijft steen bovenop. Op het dak ligt een dunne deken van atmosfeer. Het werkt voor de aarde.
We hebben deze geometrie op het hele sterrenstelsel geprojecteerd.
Het was eigenlijk arrogant. En verkeerd.
De nieuwe realiteitscheck verscheen in een artikel dat werd ingediend bij The Astrophysical Journal.
De meeste werelden zijn niet zoals de aarde. De crowdleiders zijn sub-Neptunussen. Groter dan thuis. Kleiner dan de gigantische gasbuur Neptunus. Hun broers en zussen, superaardes, hebben waarschijnlijk eeuwen geleden hun waterstof afgeblazen. In de oude leerboeken stond dat deze plaatsen op dezelfde manier ontstonden als wij. Later kwam er alleen maar meer gas bovenop. Ijzer in het midden. Silicaten erboven. Waterstof die de stapel afdekt.
Hier ligt het probleem met dat verhaal.
Warmte breekt het.
Boven de 4.000 Kelvin wordt de chemie slordig. Of beter gezegd. Het wordt intiem.
Waterstof en gesmolten gesteente stoppen met het spelen van olie en water.
Ze mixen. Volledig mengbaar. Eén vloeistof.
Als een planeet minder dan 1 massaprocent waterstof opneemt.
Prima. Het vormt een ijzeren kern. Zoals de aarde.
Voeg meer dan 1% toe.
Alles lost op.
Het hele interieur wordt een kolkende, homogene ijzersoep. Silicaat. En waterstof.
Geen kern. Geen duidelijke mantellagen. Gewoon een mengsel dat naar de laatste paar duizend kilometer van het centrum dwarrelt
Dit verandert alles over hoe we denken dat deze dingen leven en sterven.
De structuur bepaalt de koelsnelheid. De grip op de atmosfeer. De manier waarop de planeet in de loop van miljarden jaren opzwelt en krimpt
Oude modellen behandelden planeten als laagkoekjes. Dit nieuwe raamwerk legt twee puzzels uit die deze modellen niet konden oplossen
Eén puzzel is de straalopening
De Kepler-ruimtetelescoop en nu JWST lieten ons een leemte in de gegevens zien. Er zijn niet veel planeten in dat specifieke groottebereik tussen superaarde en sub-Neoptunus
De tweede puzzel gaat over een baan
Planeten met verschillende omlooptijden vertonen straalpatronen die alleen zinvol zijn als ze lekken
Denk er eens over na
Jonge sub-Neptunussen vangen die waterstof op in hun rotsachtige lichamen
Naarmate de planeet ouder wordt, koelt deze af. De regio waar dingen zich vermengen, krimpt
Wat gebeurt er met die opgesloten waterstof?
Het borrelt eruit. Letterlijk. Over honderden miljoenen jaren
De waterstof lost op uit het binnenste en ontsnapt naar de bovenste omhulling
Er is een manier om dit te testen. Niet alleen theorie
Jonge planeten zouden zich nog steeds moeten uitblazen met dat vrijkomende gas
Standaardmodellen voorspellen dat ze inmiddels ingestort hadden moeten zijn. Deze nieuwe ideeën zeggen dat ze er langer dan verwacht een beetje gezwollen uit zullen zien
We zijn begonnen met het vinden van kosmische peuters. Planeten die rond zeer jonge sterren draaien. Slechts tientallen miljoenen jaren oud.
JWST kan die wallen nu meten
De wetenschap is echter rommelig
We kunnen niet gemakkelijk meer dan 4.000 Kelvin en extreme druk in een laboratorium nabootsen om de chemie rechtstreeks te controleren
Onze experimenten zijn bezig met een inhaalslag. Maar nog niet helemaal zover
De warmtebudgetten zijn gissingen. Kleine fouten daar breken de voorspellingen. De methode zelf is statistisch. We kijken naar de menigte bekende planeten en werken achteruit. Geen deterministische blauwdruk
Maar de implicatie is grimmig
De kern is een uitzondering. Niet de regel.
De aarde zou wel eens de vreemde uitbijter kunnen zijn in de kosmische volkstelling
Een klein, dicht metalen hart?
Misschien. Maar voor het meest voorkomende type wereld?
Dat bestaat niet.
