Radboud-studenten helpen met onderzoek naar zwavel met James Webb Space Telescope

_{⌂ » Werk & ondernemen » Nijmegen innoveert}

Door onderzoek van twee Radboud-studenten mogen wetenschappers van onder andere de Radboud Universiteit vanaf 1 juli de James Webb Space Telescoop gaan gebruiken om hun voorspellingen te testen. Vanaf dan zal de baanbrekende telescoop specifiek voor de onderzoekers 35 uur gaan kijken naar de aanwezigheid van zwaveldioxide in de atmosfeer van drie exoplaneten.

Rens Waters (sterrenkundige bij de Radboud Universiteit) is altijd gefascineerd geweest door zwavel: ‘Ik ben al heel lang nieuwsgierig naar hoe zwavel in planeten terechtkomt. Zwavel is een van de zes chemische elementen die essentieel zijn voor het leven op aarde. Daarnaast zegt de hoeveelheid zwavel in een planeet iets over diens vormingsgeschiedenis. Genoeg redenen dus om op zwavel in te zoomen’.   

Hot Jupiters 

Jesse Polman kreeg tijdens zijn masterstudie Sterrenkunde aan de Radboud Universiteit de opdracht van Waters en tweede begeleider Michiel Min (SRON Leiden) om te kijken naar de detecteerbaarheid van zwavel in de atmosfeer van planeten die vergelijkbaar zijn met Jupiter, maar veel heter: ‘hot Jupiters’. Dat zijn gasplaneten die dicht bij hun ster zitten en daar dus snel omheen draaien. Polman: ‘Wij gingen naar zwavel kijken, omdat dat relevant is voor planeetvorming, terwijl het niet veel onderzocht is. Onderzoekers kijken vaker naar koolstofverbindingen of zuurstof.’ Polman ging onderzoeken in wat voor omstandigheden je zwaveldioxide zou kunnen detecteren in exoplaneten. Hij ontdekte dat bij een bepaalde chemische samenstelling van hot Jupiters een sterk signaal van zwaveldioxide in de atmosfeer te zien zou zijn. Zulke planeten zouden met de James Webb Telescope goed bestudeerd kunnen worden.  

Voorspelling kwam uit 

In de maanden nadat Jesse’s scriptie uitkwam, werd duidelijk dat in de atmosfeer van een van de eerste “hot Jupiter” exoplaneten waar de James Webb Space Telescope op werd gericht, inderdaad zwaveldioxide was ontdekt. Waters: ‘Dat was heel mooi, zijn voorspellingen werden meteen bevestigd. En toen wilden we weten: is dit nou toeval, of is dat bij meer planeten zo?’  

Waters schakelde bachelorstudent Olaf Renes in. Renes ging kijken welke van de 5000 exoplaneten die we kennen, de juiste condities hebben om zwaveldioxide in de atmosfeer te hebben. Hij analyseerde de database van NASA waar alle exoplaneten in staan: ‘Eerst filterde ik op hot Jupiters, toen bleven er nog 500 over. Na ook te kijken naar onder andere temperatuur, de vorm van de baan en metaalgehalte, waren er nog drie die zwavel zouden kunnen bevatten en die bekeken konden worden met de Webb.’ 

Voorstel James Webb Space Telescope 

Met die drie planeten en een voorstel, vroeg een team astronomen waaronder Renes en Polman waarneemtijd aan bij de James Webb Space Telescope. Waters: ‘Onze verwachtingen waren getemperd, het is een enorm competitief veld. Maar vorige maand kregen we te horen dat we 35 uur van Webb gebruik mogen maken. Dat is echt geweldig.’ 

Renes: ‘Ik kon het nieuws niet geloven, ik sprong echt een gat in de lucht. Ik dacht: Hoe kán het? Ongelofelijk!’ Polman: ‘Ik zat in mijn appartement mijn email de hele tijd te refreshen om te kijken of ons voorstel was goedgekeurd. Toen de mail van NASA binnenkwam, was ik superblij. Ik had dit niet verwacht toen ik met dit onderzoek begon.’ 

Vanaf juli wordt de 35 uur waarnemingstijd verdeeld over de drie exoplaneten om te kijken naar zwaveldioxide in de atmosferen. Met de resultaten gaat het team verder aan de slag. Waters: ‘We zullen dus over een tijd weten of de voorspellingen van Jesse voor meer planeten gelden. Zo komen we steeds meer te weten over hoe planeten worden gevormd. Webb is echt een goudmijn, een enorme ontdekkingsmachine. Dat we daar nu gebruik van mogen maken, is heel bijzonder.’ 

Dit artikel verscheen eerder op Radboud Universiteit.