Astronomen hebben een fundamenteel mechanisme ontdekt dat de interne structuur van sub-Neptunussen beïnvloedt. Deze klasse exoplaneten, die qua massa tussen de aarde en Neptunus in liggen, behoren tot de meest voorkomende planeten in ons sterrenstelsel. Hoewel er inmiddels meer dan 2.000 van dit type zijn bevestigd, bleef de exacte opbouw van hun binnenste lange tijd een raadsel. Nieuw onderzoek wijst uit dat atmosferische wolken een doorslaggevende rol spelen bij het bepalen van de temperatuur en de fysieke staat van de kern.
De analyse van deze verre werelden is complex omdat instrumenten zoals de James Webb Space Telescope (JWST) beperkt zijn tot het waarnemen van de bovenste atmosferische lagen. Volgens berichtgeving van universetoday.com worstelen wetenschappers om de link te leggen tussen deze zichtbare buitenlaag en de verborgen kern, waarbij men speculeert over een variatie tussen rotsachtige kernen met waterstofrijke atmosferen of werelden die rijk zijn aan vluchtige stoffen zoals koolstof en water.
Een team onder leiding van Sagnick Mukherjee van de Arizona State University heeft aangetoond dat wolken niet louter een hindernis vormen voor observaties, maar actief de condities in het binnenste van de planeet sturen. In een officiële mededeling van asu.edu wordt uitgelegd dat wolken bestaande uit verdampte gesteenten en verzadigde zouten diep in de atmosfeer kunnen ontstaan. Deze lagen werken als een thermische isolatielaag, vergelijkbaar met een warmeken, die hitte vasthoudt in het interieur. Dit kan ertoe leiden dat de onderste atmosferische lagen met meer dan 1.000 graden Celsius opwarmen, terwijl de bovenkant juist afkoelt.
Deze extreme temperatuurverschillen hebben directe gevolgen voor de geologische samenstelling van de planeet. Wanneer een dik wolkendek de straling effectief tegenhoudt, stijgt de temperatuur bij de overgang tussen de atmosfeer en de mantel zo sterk dat gesteente begint te smelten. Zoals beschreven door phys.org, kan dit proces het ontstaan en het voortbestaan van een magma-oceaan in het binnenste van de planeet faciliteren. Zonder deze wolken zou de grens tussen de kern en de atmosfeer aanzienlijk koeler blijven, waardoor een dergelijke vloeibare staat van gesteente onwaarschijnlijk is.
Dit inzicht is van groot belang voor de interpretatie van data verzameld door de JWST. Door te begrijpen hoe wolken de interne hitte reguleren, kunnen astronomen nauwkeuriger bepalen wat er zich onder het wolkendek bevindt. De bevindingen van het onderzoek, waarbij ook experts van NASA's Ames Research Center en het SETI Institute betrokken waren, zijn gepubliceerd in iop.org. Deze doorbraak helpt de wetenschappelijke gemeenschap om de meest voorkomende planeten in de melkweg beter te begrijpen en hun exacte samenstelling uiteindelijk vast te stellen.