Astronomen konnten das Wetter eines fernen Exoplaneten studieren

Der ferne Exoplanet WASP-127b ist aufgrund seiner ungewöhnlichen Eigenschaften, einschließlich einer hypothetischen dicken Wolkenschicht, für Forscher von großem Interesse. Vor kurzem konnte ein internationales Astronomenteam das Vorhandensein dieser Wolken auf einem Exoplaneten bestätigen und dann ihre Höhe mit beispielloser Genauigkeit messen.

Durch die Kombination von Daten eines Weltraumteleskops und eines bodengestützten Teleskops konnte das Team die obere Struktur der Atmosphäre des Planeten aufdecken. Dies ebnet den Weg für ähnliche Studien in vielen anderen fernen Welten. Die Studie wurde auf der wissenschaftlichen Konferenz Europlanet 2021 von Dr. Roman Alart vorgestellt.

WASP-127b, befindet sich in mehr als 525 Lichtjahre, ist “heißer Saturn” – ein riesiger Planet ähnlich dem Saturn, der in der Nähe seines Sterns kreist. Das Team beobachtete den Planeten, der an seinem Wirtsstern vorbeizog, um Muster im Licht des Sterns zu erkennen, das von der Atmosphäre des Planeten gefiltert und durch seine chemischen Bestandteile verändert wird.

Kombinieren Sie Infrarotbeobachtungen und Messungen des sichtbaren Lichts

Durch die Kombination von Infrarotbeobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops der Europäischen Weltraumorganisation/NASA mit Messungen im sichtbaren Licht des Espresso-Spektrometers am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile konnten die Forscher verschiedene Regionen der Atmosphäre erkunden. Die Ergebnisse haben einige Überraschungen mit sich gebracht. Das Spectroradiometer for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) ist das weltweit genaueste Spektrometer für Radialgeschwindigkeitsmessungen und eine Methode zum Nachweis von Exoplaneten.

Zunächst haben Astronomen, wie wir bereits auf diesem Planetentyp gesehen haben, das Vorhandensein von Natrium festgestellt, jedoch in einer viel geringeren Höhe als erwartet. Zweitens gab es im Infraroten starke Signale von Wasserdampf, aber keine Signale bei sichtbaren Wellenlängen.

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Unter den Elementen, die WASP-127b im Vergleich zu den Planeten unseres Sonnensystems einzigartig machen, ist sein Größen-Masse-Verhältnis ungewöhnlich. © David Ehrenreich/Universität Genf, Romain Alart/Universität Montreal.

« Dies bedeutet, dass Wasserdampf in niedrigeren Konzentrationen durch Wolken gefiltert wird, die im sichtbaren Wellenlängenbereich undurchsichtig, im Infrarotbereich jedoch transparent sind. Allart von IREX/Universität Montreal und Universität Genf, die die Studie leitete, sagte. Die von den beiden Instrumenten gesammelten Daten ermöglichten es den Forschern, die Höhe der Wolken in die Stratosphäre mit Drücken zwischen 0,3 und 0,5 Millibar zu reduzieren.

« Wir kennen die Zusammensetzung von Wolken noch nicht, außer dass sie nicht wie auf der Erde aus Wassertröpfchen bestehen. Glückliche Larta. ” Wir wissen auch nicht, warum Natrium an einem so unerwarteten Ort auf dem Planeten ist. Zukünftige Studien werden uns helfen, nicht nur die Struktur der Atmosphäre besser zu verstehen, sondern auch WASP-127b, das sich als faszinierender Ort herausstellt. ».

WASP-127b, ein Planet, der zunehmende Aufmerksamkeit erhält

Mit einer vollen Umlaufbahn um seinen Stern in etwa vier Tagen empfängt WASP-127b 600-mal mehr Strahlung als die Erde und ist Temperaturen von 1.100 Grad Celsius ausgesetzt. Dadurch wird der Planet mit nur einem Fünftel seiner Masse auf einen Radius des 1,3-fachen des Jupiters “aufgebläht”, was ihn zu einem der am wenigsten dichten oder “dünnsten” Exoplaneten aller Zeiten macht.

Die ausgedehnte Natur “dünner” Exoplaneten macht sie leicht zu beobachten, sodass WASP-127b ein idealer Kandidat für Forscher ist, die an der Charakterisierung der Atmosphäre arbeiten. Die Beobachtungen des Teams mit dem ESPRESSO-Instrument zeigen auch, dass die Umlaufbahn von WASP-127b im Gegensatz zu den Planeten in unserem Sonnensystem nicht nur in die entgegengesetzte Richtung zu der ihres Sterns verläuft, sondern auch auf einer anderen Ebene als der Äquator.

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« Eine solche Ausrichtung ist für einen heißen Saturn in einem alten Sternensystem unerwartet und könnte von einem unbekannten Begleiter verursacht werden Glückliche Larta. All diese einzigartigen Eigenschaften machen WASP-127b zu einem Planeten, der in Zukunft wahrscheinlich viel untersucht werden wird.

Neue Methode zum Nachweis von Wasserdampf auf entfernten Exoplaneten

« Wir schlagen einen neuen Rahmen für die Erforschung von Wasserdampf und anderen molekularen Spezies mit hoher Präzision vor. Trotz der Qualität der Daten konnten wir keinen Wasserdampf feststellen. Wir kombinierten dieses Ergebnis jedoch mit einer niedrigauflösenden Detektion von Wasser bei 1,3 μm, um das Vorhandensein von Wolken in der Atmosphäre von WASP-127b einzuschränken. » Forscher schreiben.

Laut den Forschern zeigt ihre Studie erstmals, dass hochauflösende visuelle Daten durch Messung ihres Wassergehalts zwischen bewölkten und unbewölkten Exoplaneten unterscheiden können und auch wichtige Informationen zum Wolkenschichtdruck liefern können. ” Der hier entwickelte Rahmen zur Messung dieses Wassergehalts wird auf andere Exoplaneten im ESPRESSO GTO Atmospheric Survey und anderen Surveys, wie zum Beispiel dem NIRPS GTO Atmospheric Survey, angewendet. ‘, Sie fügen hinzu.

Quelle : Europlanet-Wissenschaftskonferenz 2021

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