Astronomen vermoeden dat een grote groep exoplaneten, bekend als sub-Neptunussen, mogelijk aanzienlijk meer water bevatten dan tot nu toe werd gedacht. De reden dat dit water niet wordt opgemerkt, is dat het zich waarschijnlijk in diepere lagen van de planeet bevindt, waardoor het onzichtbaar blijft voor de instrumenten van de James Webb Space Telescope (JWST).
Sub-Neptunussen vormen de meest voorkomende categorie planeten buiten ons eigen zonnestelsel. Van de ruim 6.300 bevestigde exoplaneten vallen bijna 3.300 in deze groep. Omdat ons eigen zonnestelsel geen vergelijkbare planeet heeft, ontbreekt een direct referentiepunt om hun exacte eigenschappen te bepalen. Bovendien maken dikke, heiige atmosferen het voor wetenschappers moeilijk om door de buitenste lagen heen te kijken.
Om deze structuren beter te begrijpen, heeft een internationaal team van onderzoekers uit Canada en de Verenigde Staten, onder leiding van de University of Chicago, de planeet TOI-270 d bestudeerd. Deze wereld bevindt zich op ongeveer 73 lichtjaar afstand en is ongeveer twee keer zo groot als de aarde. De planeet draait in een cyclus van 11,4 dagen rond een rode dwergster. Samen met twee andere naburige planeten bevindt TOI-270 d zich in de bewoonbare zone van deze ster.
Eerdere analyses van de atmosfeer van TOI-270 d lieten de aanwezigheid zien van methaan, waterstof en koolstofdioxide. Volgens universetoday.com wijst deze chemische samenstelling op het bestaan van water, al was het onduidelijk in welke vorm dit voorkomt. Om dit te onderzoeken, hebben wetenschappers computermodellen gebruikt om de interne opbouw van de planeet te simuleren.
Uit deze simulaties blijkt dat de temperatuur en de verhouding tussen waterstof en water bepalend zijn voor de interne structuur. Op TOI-270 d, waar de temperatuur rond de 537 graden Celsius ligt, kan water naar beneden zinken onder een laag waterstof. Zoals beschreven in de , fungeert deze bovenste waterstoflaag als een soort schild. Dit blokkeert het zicht van telescopen op de dieper gelegen watermassa's, waardoor de JWST het water niet direct kan detecteren.
Deze bevindingen dagen de heersende wetenschappelijke aanname uit dat sub-Neptunussen een homogeen, goed gemengd interieur hebben. De nieuwe data suggereren dat deze werelden juist uit gescheiden lagen kunnen bestaan. Indien dit model breed toepasbaar is, betekent dit dat duizenden sub-Neptunussen mogelijk verborgen oceanen of waterrijke lagen bevatten die met huidige technieken onzichtbaar blijven.
De studie benadrukt dat de interpretatie van data van de altijd moet worden afgezet tegen theoretische modellen van de interne structuur van een planeet. De complexiteit van deze verre werelden blijkt groter dan aanvankelijk werd aangenomen, wat nieuwe vragen oproept over de hoeveelheid water in het universum. De volledige analyse van deze biedt hiermee een nieuw perspectief op de zoektocht naar bewoonbare omstandigheden buiten ons zonnestelsel.