Metalen zijn overal in het universum aanwezig, van hete gasreuzenplaneten die gesmolten ijzer laten regenen tot zware elementen die worden gevormd wanneer sterren supernova worden. De exoplaneet GJ367b is echter beter dan alle andere, omdat deze planeet volledig van metaal is gemaakt. GJ367b is een extreme planeet. Deze ‘super Mercurius’ draait elke 7,7 uur rond zijn ster en werd voor het eerst ontdekt door NASA’s TESS-planeetjager in 2015.

Nu hebben wetenschappers van de Universiteit van Turijn in Italië en de Staatsuniversiteit van Thüringen in Duitsland de nieuwste metingen van de planeet gedaan met behulp van ESO's HARPS-spectrograaf en eerste TESS-waarnemingen. Ze ontdekten dat het object bijna twee keer zo dicht is als de aarde, wat erop wijst dat het waarschijnlijk van massief ijzer is gemaakt.

Hoewel GJ367b nu een solide ijzeren planeet is, kan het ooit de kern zijn geweest van een oude rotsachtige planeet.

"Dankzij onze nauwkeurige schattingen van massa en straal hebben we de potentiële interne samenstelling en structuur van GJ367b onderzocht en ontdekten we dat deze naar verwachting een ijzeren kern zal hebben. De ijzeren kern beslaat echter meer dan 90% van het aardoppervlak", aldus de wetenschappers in een recente studie gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

Toen GJ367b werd ontdekt, was het gewoon een exoplaneet in een ver sterrenstelsel. Omdat het verschil in grootte tussen de ster en de ster niet groot is, is het voor TESS relatief eenvoudig om hem te identificeren. Wanneer de helderheid van de ster afneemt, zal TESS een exoplaneet vangen die de ster inhaalt omdat zijn licht tijdelijk wordt geblokkeerd door een planeet. Verschillende factoren maken GJ367b duidelijker. Hoewel hij nog steeds klein is in vergelijking met sterren, is hij niet zo klein als de aarde in vergelijking met de zon, waardoor hij tijdens de transit meer licht blokkeert. Het draait ook heel dichtbij en is ongelooflijk snel.

Maar waar het van gemaakt is, is niet zo duidelijk. Door de dichtheid van een object te vinden op basis van zijn massa en straal, kunnen wetenschappers de samenstelling ervan begrijpen. TESS heeft de straal van GJ367b gemeten op basis van de mate waarin deze licht blokkeerde. Om de massa van de planeet te bepalen, gebruikten wetenschappers latere radiale snelheidsmetingen, die de zwaartekracht van de planeet op zijn gastster detecteren.

De dichtheid van GJ367b is verbazingwekkend, 1,85 keer de dichtheid van de aarde, wat in principe hetzelfde is als de dichtheid van ijzer. Het is nu de dichtste planeet met de kortst bekende omlooptijd, en de dichtste super Mercurius. Maar hoe kan een hele planeet alleen uit ijzer bestaan?

"Het is momenteel onduidelijk hoe planeten met een lage massa en hoge dichtheid zoals GJ367b zijn ontstaan. Mogelijke routes kunnen de vorming omvatten van materiaal dat rijker is aan ijzer dan algemeen wordt gedacht in protoplanetaire schijven", aldus de wetenschappers in hetzelfde onderzoeksrapport.

Maar er zijn nog veel meer mogelijke wegen. Des te waarschijnlijker zijn de vormingsscenario's gebaseerd op het feit dat GJ367b ooit een rotsachtige planeet was, vergelijkbaar met de aarde of Mars. De twee begeleidende planeten bevinden zich in verder weg gelegen banen en zijn ook rotsachtig, dus het kan zijn dat ze alle drie op dezelfde manier zijn gevormd. GJ367b heeft sindsdien echter een unieke geschiedenis achter de rug, waarbij de buitenste rotslagen geleidelijk verdwenen totdat bijna alleen de binnenste kern overbleef.

De buitenste lagen van GJ367b zijn mogelijk weggeraakt bij een botsing of een reeks botsingen, wat vermoedelijk met Mercurius is gebeurd. Als een object, of voldoende objecten, het met de juiste massa en botssnelheid raken, kunnen de rotslagen loskomen en verdwijnen.

Een andere mogelijkheid is dat GJ367b te maken kreeg met intense straling toen hij zo dicht in de buurt van zijn ster draaide, waarbij al het andere werd verbrand, behalve zijn massieve ijzeren kern. Externe materie is mogelijk gesublimeerd en vervolgens in de ruimte verdwenen. Mogelijk heeft GJ367b ook een combinatie van botsing en bestraling meegemaakt, waardoor hij de metalen planeet is geworden die hij nu is.

Hoe het überhaupt zo dicht bij de ster is gekomen, is ook een onopgelost mysterie, aangezien het onwaarschijnlijk is dat het zich daar heeft gevormd. Wetenschappers geloven dat zwaartekrachtinteracties met andere planeten ervoor kunnen hebben gezorgd dat deze planeet naar binnen is gemigreerd vanaf de plek waar deze is ontstaan.

Verder onderzoek van deze planeet kan ons uiteindelijk meer vertellen over hoe rotsachtige planeten en planeten met korte omlooptijden ontstaan ​​en evolueren.