Künstlerische Darstellung von Gliese 486 v. (RenderArea) Ein nur 26 Lichtjahre entfernter Exoplanet scheint einer der besten zu sein, die wir bisher gefunden haben, um in die Atmosphäre fremder Welten zu blicken.
Der Exoplanet mit dem Namen Gliese 486 b ist ein Gesteinsplanet, von dem Astronomen annehmen, dass er ihm ähnlich sein könnte Venus - felsig, heiß und möglicherweise mit einer Atmosphäre ausgestattet (obwohl sie viel dünner wäre als die der Venus). Und es erfüllt alle Kriterien, nach denen wir suchen, wenn wir versuchen, exoplanetare Atmosphären zu finden, die wir mit der nächsten Generation von Teleskopen untersuchen können.
Er ist nicht nur in der Nähe, sondern bewegt sich auch zwischen uns und seinem Stern, einem relativ kühlen, ruhigen Roten Zwerg, der eine Hintergrundbeleuchtung seiner Atmosphäre ermöglicht. Es liegt auch genau im Temperatur-Sweet-Spot für die Spektroskopie, um die atmosphärische Zusammensetzung zu analysieren.
„Vom ersten Moment an wurde uns klar, dass dieser Planet ein Juwel ist: Er umkreist einen nahegelegenen hellen Stern und zieht aus unserer Sicht hier auf der Erde vor ihm vorbei“, sagte der Astrophysiker Juan Carlos Morales vom Institut für Weltraumstudien Kataloniens.
„Wir haben unser Bestes gegeben, um seine Eigenschaften genau zu bestimmen und bereiten uns auf die weitere Charakterisierung vor.“ „Dieser Planet könnte ein Sprungbrett sein, um die Struktur und Entwicklung der Atmosphären von Exoplaneten zu verstehen.“
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Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten bzw. Planeten außerhalb des Sonnensystems in den 1990er Jahren bestätigt , haben Astronomen Tausende von ihnen in der Milchstraße identifiziert.
Was wir bisher entdeckt haben, ist ein unvollständiges Bild, das technologischen Einschränkungen unterliegt, aber trotzdem konnten wir viel über die verschiedenen Planeten da draußen lernen – ihre Größe und Masse, ihre Dichte, wie sie ihre Sterne umkreisen , diese Art von Ding.
Atmosphären sind viel schwieriger. Im Allgemeinen erkennen wir Exoplaneten mit zwei Methoden, basierend auf der Wirkung, die Exoplaneten auf ihre Sterne haben.
Es gibt die Doppler-Spektroskopie: Sie erkennt die sehr schwache Wackelbewegung eines Sterns, der sich aufgrund der Gravitationswechselwirkung mit dem Exoplaneten in einem kleinen Kreis bewegt.
Und es gibt die Transitphotometrie, die die sehr schwachen Veränderungen im Sternenlicht erfasst, wenn ein Exoplanet den Stern durchquert oder sich vor ihm bewegt.
Um die Atmosphäre eines Exoplaneten zu untersuchen, suchen Astronomen nach winzigen Änderungen im Wellenlängenspektrum eines Sterns, wenn sich ein Exoplanet um ihn bewegt. Einige Wellenlängen werden es sein absorbiert oder abgegeben durch Elemente in der Atmosphäre, die sich als dunklere oder hellere Linien im Spektrum zeigen; Diese können verwendet werden, um die chemische Zusammensetzung dieser Atmosphäre zu bestimmen.
Wie Sie sich vorstellen können, ist dies eine ziemliche Herausforderung. Exoplaneten sind sehr weit entfernt und die Signale, über die wir sprechen, sind sehr schwach.
Um eine Atmosphäre studieren zu können, braucht man im Idealfall ein paar wichtige Dinge. Je näher desto besser; Das ist eins. Ein heller Stern, dessen Licht ein starkes Spektrum abgeben sollte, ist ein anderes Beispiel. Und natürlich ist da noch der vorbeiziehende Exoplanet selbst, der sich idealerweise auf einer kurzen Umlaufbahn befindet, sodass mehrere Transite in kurzer Zeit beobachtet und dann gestapelt werden können, um das Signal zu verstärken.
Die Umlaufbahnen von Exoplaneten können beliebig sein, und wenn die Umlaufbahn kurz ist, befindet sich der Exoplanet sehr nahe am Stern, was ihn für spektroskopische Beobachtungen viel zu heiß machen kann.
Es wurde festgestellt, dass Gliese 486 b, das mithilfe von Doppler-Spektroskopie und Transitphotometrie mit hoher Präzision gemessen wurde, alle diese Kriterien erfüllt.
(MPIA-Grafikabteilung)
„Die Nähe von Gliese 486 b ermöglichte es uns, seine Masse dank Beobachtungen mit den Instrumenten CARMENES und MAROON-X mit beispielloser Präzision zu messen“, erklärte der Astronom Trifon Trifonov vom Max-Planck-Institut für Astronomie gegenüber Energyeffic.
„Darüber hinaus wurde von der NASA-Raumsonde Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) festgestellt, dass der Planet regelmäßig die Sternscheibe durchquert, was ein seltenes Ereignis ist.“ „Die Kombination einer gut charakterisierten Planetenmasse und Umlaufbahnkonfiguration aus Doppler-Daten sowie eines präzisen Planetenradius und einer Umlaufperiode aus Transiten für einen so nahen Exoplaneten machen es zu einer außergewöhnlichen Entdeckung.“
Der Exoplanet, so ermittelte das Forscherteam, ist etwa 1,3-mal so groß wie die Erde und etwa 2,8-mal so dicht wie die Erde. Dies deutet auf eine terrestrische Zusammensetzung hin, die reich an Metallen ist, wie die Erde oder die Venus. Außerdem ist er seinem Stern sehr nahe, auf einer Umlaufzeit von nur 1,5 Tagen.
Da dieser Stern jedoch ein kühler Roter Zwerg ist, beträgt die Gleichgewichtstemperatur des Exoplaneten nur 700 Kelvin. Für uns mag das ungeheuer unwirtlich klingen, für atmosphärische Beobachtungen ist es aber genau das Richtige.
„Die Nähe zum Roten Zwerg Gliese 486 erhitzt den Planeten erheblich auf etwa 430 Grad Celsius (806 Grad Fahrenheit oder 700 Kelvin), wodurch seine Landschaft heiß und trocken wird und von Vulkanen und glühenden Lavaflüssen durchzogen ist.“ „In diesem Zusammenhang ähnelt Gliese 486 b eher der Venus als der Erde“, erklärte Trifonov.
Dies macht es für die Emissionsspektroskopie geeignet – wenn sich der Exoplanet neben dem Stern befindet und dessen Licht reflektiert – und für Studien, bei denen Veränderungen im Sternenlicht zur Suche nach einer Atmosphäre untersucht werden.
„Wäre die Temperatur um hundert Grad kälter gewesen, wäre sie für Folgebeobachtungen ungeeignet gewesen, während bei hundert Grad heißerer Temperatur die gesamte Oberfläche des Planeten aus Lava bestünde und seine Atmosphäre somit größtenteils aus verdampftem Gestein bestünde, was der Fall sein wird.“ „Erzählen Sie uns nichts über die Uratmosphäre“, bemerkte Trifonov.
In jeder Hinsicht, die zum Verständnis der Atmosphäre eines Exoplaneten geeignet ist, ist Gliese 486 b genau das Richtige. Und was, wenn keine Atmosphäre entdeckt wird? Nun, das wird uns helfen zu verstehen, wie gut felsige Exoplaneten ihre Atmosphäre behalten, wenn sie sehr nahe an ihren Sternen kreisen.
Das James-Webb-Weltraumteleskop, dessen Mission die Erforschung exoplanetarer Atmosphären umfasst, wird noch in diesem Jahr starten. Hoffentlich steht Gliese 486 b auf der Speisekarte.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaft .