Met de James Webb-ruimtetelescoop is een kolossale planeet gefotografeerd. Hij is ruim zes keer zo zwaar als de reuzenplaneet Jupiter in ons eigen zonnestelsel, en hij draait rond een ster die op nog geen twaalf lichtjaar afstand staat.
Sterrenkundigen vonden de afgelopen dertig jaar bijna 6.000 ‘exoplaneten’ – planeten bij andere sterren. In vrijwel alle gevallen gaat dat om indirecte ontdekkingen. Zo kan een planeet een piepklein beetje sterlicht onderscheppen als hij, gezien vanaf de aarde, voor zijn ster langs beweegt. Of hij brengt met zijn zwaartekracht de ster een beetje aan het wiebelen.
Beide technieken werken vooral goed als de planeet heel dicht bij zijn ‘moederster’ staat. Planeten in wijdere banen zijn veel moeilijker te vinden. Het bestaan van de nieuwe planeet, Epsilon Indi Ab geheten, werd in 2019 al afgeleid uit minieme snelheidsvariaties van de ster. Maar nu is hij echt ‘gezien’, door de deels in België ontwikkelde Miri-camera van de James Webb-telescoop. En daarbij blijkt dat hij veel zwaarder is en veel verder van zijn ster af staat dan tot nu toe werd gedacht.
“Een fantastisch resultaat”, zegt de Leidse exoplanetenexpert Ignas Snellen, die zelf niet bij het onderzoek was betrokken.
Miri kijkt niet in zichtbaar licht, maar op infrarode golflengten. De camera legde de geringe warmtestraling vast van de planeet, die een temperatuur heeft van rond het vriespunt. Hij beweegt in een wijde, langgerekte baan rond een oranje ster die een flinke slag kleiner, koeler en zwakker is dan onze eigen zon.
Oud en afgekoeldIn vakblad Nature tonen de onderzoekers (onder leiding van Elizabeth Matthews van het Max Planck-instituut voor astronomie in het Duitse Heidelberg) op overtuigende wijze aan dat het infrarode lichtstipje op de Miri-foto’s echt bij de ster hoort, en dat het niet een of ander ver object in het heelal is dat toevallig ongeveer in dezelfde richting staat.
Er zijn wel eerder foto’s gemaakt van zware reuzenplaneten in wijde omloopbanen, maar dat waren altijd jonge exemplaren, met leeftijden van hooguit een paar honderd miljoen jaar. Zo’n pasgeboren planeet is nog niet afgekoeld, en straalt daardoor veel meer infrarood licht uit.

Dankzij de gevoeligheid van James Webb is Epsilon Indi Ab nu de oudste en koudste ‘super-Jupiter’ die ooit op de ‘gevoelige plaat’ is vastgelegd. De metingen lijken erop te wijzen dat er relatief veel koolstof in de dampkring voorkomt, waarschijnlijk in de vorm van methaan en kooldioxide.
“Dit is echt een mijlpaal”, zegt Snellen. “Voor het eerst komen we nu iets te weten over de dampkring van een oude, afgekoelde exoplaneet.” Volgens Matthews en haar collega’s helpt dat om de evolutie van gasvormige reuzenplaneten beter te begrijpen.
Buitenaards leven
De verwachting is dat er in de toekomst ook bij andere nabije sterren zulke zware planeten in wijde omloopbanen gevonden zullen worden. Niet alleen met de James Webb-telescoop, maar ook met de in aanbouw zijnde Europese Extremely Large Telescope, en het toekomstige Habitable Worlds Observatory van NASA.
Of de nieuwe ontdekking goed nieuws is voor de speurtocht naar buitenaards leven is overigens twijfelachtig. Epsilon Indi Ab is een gasvormige wereld zonder vast oppervlak en zonder water. Misschien wordt hij vergezeld door manen die wat meer op de aarde zouden kunnen lijken, maar dat daar dan iets zou kunnen leven is volgens Snellen uiterst speculatief. “Op zo’n grote afstand van de ster is het er wel heel erg koud.”