Nieuw onderzoek toont aan dat de superaarde exoplaneet 55 Cancri e (ook bekend als 55 Cnc e), ongeveer 41 lichtjaar van de aarde verwijderd, mogelijk een waterstofrijke atmosfeer heeft die nauw verbonden is met het gesmolten binnenste. Dit resultaat is afkomstig van de nieuwste waarnemingsgegevens van de James Webb Space Telescope (JWST). Het relevante artikel werd in juni 2026 ingediend bij "Nature Astronomy" en leverde belangrijke aanwijzingen op voor de wetenschappelijke gemeenschap om de vorming en evolutie van "lavaplaneten", een opkomende klasse van exoplaneten, te begrijpen.
55 Cancri e is een superaardse planeet met een straal van ongeveer 1,88 keer die van de aarde en een massa van ongeveer 8 keer die van de aarde, die rond een zonachtige ster draait. De planeet is getijdenvast verbonden met zijn moederster en voltooit één omwenteling in slechts ongeveer 0,7 dagen, en zijn baan is extreem krap, veel dichter bij de 88-daagse omlooptijd van Mercurius rond de zon. Wetenschappers zijn over het algemeen van mening dat zo'n afstand om de aarde voldoende is om het oppervlak van de planeet te laten "bakken" door hoge temperaturen, waardoor aan de zonverlichte kant een grote lava-oceaan ontstaat.
Het onderzoeksteam gebruikte JWST om vijf ‘secundaire eclipsen’ van 55 Cancri e waar te nemen, het proces waarbij de planeet van vóór de ster naar achter de ster beweegt en tijdelijk uit de observatielijn verdwijnt. Door de veranderingen in helderheid en spectrum voor en na de planeet te analyseren, vergeleken de onderzoekers de gegevens met bestaande modellen voor de vorming en evolutie van exoplaneten. Dergelijke modellen voorspellen dat de atmosfeer van een gesmolten planeet een groter aandeel koolmonoxide (CO) en kooldioxide (CO₂) zou moeten bevatten.
De laatste waarnemingen geven aan dat de atmosferische samenstelling van 55 Cancri e waarschijnlijk wordt gedomineerd door grote hoeveelheden koolmonoxide, aangevuld met minder kooldioxide, en een vrij overvloedige hoeveelheid waterstof. De onderzoekers ontdekten ook dat de verschillen tussen de vijf verduisteringsgebeurtenissen mogelijk verband houden met vulkanische ontgassingsprocessen, of met wolken gevormd door ontgassing. Deze wolken kunnen het oppervlak voor een korte periode afkoelen en worden later verspreid door nieuwe ontgassing, waardoor een dynamisch veranderende atmosferische structuur ontstaat.
Het artikel wijst erop: "De secundaire atmosfeer van een rotsachtige planeet wordt bepaald door de interne samenstelling en het daaropvolgende ontgassingsproces, dus de atmosferische samenstelling houdt rechtstreeks verband met de redoxtoestand daarin." 55 De atmosfeer van Cancri e is gericht op het waterstofrijke model en vertoont een duidelijke temperatuurinversiestructuur, wat betekent dat de interne zuurstofvluchtigheid ervan relatief laag is, wat meer consistent is met het scenario van de atmosfeer die wordt gevormd door ontgassing uit een ‘verminderde gesmolten magma-oceaan’. Simpel gezegd: waterstof is dominanter dan zuurstof in de interne chemische omgeving van de planeet, waardoor de kenmerken van de waterstofrijke atmosfeer worden bepaald.
De zogenaamde "lavaplaneten" verwijzen naar exoplaneten met grote gebieden gesmolten magma op hun oppervlak. Dit type hemellichamen is de afgelopen tien jaar geleidelijk een onderzoekshotspot geworden. 55 Cancri e werd in 2004 bevestigd. Sindsdien zijn soortgelijke planeten ontdekt, waaronder K2-141 b, L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d en CoRoT-7 b. Hun omlooptijden zijn respectievelijk ongeveer 6,7 uur, 7,5 dagen, 10,5 uur, 4,2 dagen en 20,4 uur. Net als 55 Cancri e zijn deze lavaplaneten getijdenvast verbonden met hun moedersterren en draaien ze zeer dicht bij elkaar, wat resulteert in extreem hoge oppervlaktetemperaturen. Onder hen zal het gehele oppervlak van L 98-59 d waarschijnlijk bedekt zijn door een gesmolten oceaan zoals Jupiters maan Io, terwijl 55 Cancri e voornamelijk gesmolten is aan de kant die naar de ster is gericht.
Binnen het zonnestelsel wordt de intense vulkanische activiteit van Io voornamelijk veroorzaakt door de sterke zwaartekracht van Jupiter die de manen uitrekt en comprimeert, wat resulteert in getijdenverwarming. Daarentegen wordt de vulkanische en lava-activiteit van momenteel bekende lava-exoplaneten, waaronder 55 Cancri e, voornamelijk veroorzaakt door hoge temperaturen als gevolg van stellaire straling en niet zozeer door getijdeneffecten op zich. Omdat deze planeten getijde-locked zijn, wordt één kant van de ster altijd geconfronteerd met straling van hoge intensiteit en wordt het een ‘hete halve bol’ die blijft smelten, terwijl de kant die naar de andere kant wijst relatief koud kan zijn, waardoor er een extreem temperatuurverschil ontstaat tussen dag en nacht.
Het onderzoeksteam is van mening dat diepgaande observaties van lavaplaneten zoals 55 Cancri e niet alleen zullen helpen het chemische koppelingsproces tussen het binnenste van de planeet en de atmosfeer in extreme omgevingen te begrijpen, maar ook een belangrijke referentie zullen vormen voor toekomstig onderzoek naar de vraag of andere rotsachtige exoplaneten een atmosfeer hebben en hoe hun atmosfeer evolueert. Naarmate JWST en daaropvolgende meer geavanceerde astronomische observatieapparatuur in gebruik blijven worden genomen, wordt van wetenschappers verwacht dat ze de komende jaren en decennia de diversiteit van lavaplaneetgroepen en hun vormingsgeschiedenis verder zullen onthullen. Zoals vermeld aan het einde van het artikel, is dit precies waar wetenschappelijke verkenning over gaat: doorgaan met observeren, doorgaan met het stellen van vragen en doorgaan met het vinden van meer antwoorden over planeten en leven uit extreme werelden.