Spanische Astronomen entdecken einen Planeten so leicht wie „Zuckerwatte“

Spanische Astronomen entdecken einen Planeten so leicht wie „Zuckerwatte“
Spanische Astronomen entdecken einen Planeten so leicht wie „Zuckerwatte“
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Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern der Universität Lüttich hat in Zusammenarbeit mit dem Institut für Astrophysik Andalusiens WASP-193b entdeckt, einen Riesenplaneten mit außergewöhnlich geringer Dichte, der einen sonnenähnlichen Stern in 1.200 Lichtjahren Entfernung umkreist. die Erde.

Die neue Welt ist 50 % größer als Jupiter, aber siebenmal weniger massereich, was ihr eine extrem geringe Dichte verleiht, vergleichbar mit der von Zuckerwatte. „WASP-193b ist der bisher entdeckte Planet mit der zweitniedrigsten Dichte nach Kepler-51d, der viel kleiner ist“, erklärt Khalid Barkaoui, Forscher am EXOTIC Laboratory der Universität Lüttich und Erstautor des in „Nature Astronomy“ veröffentlichten Artikels ‘. Seine sehr geringe Dichte macht ihn zu einer echten Anomalie unter den mehr als 5.000 bisher entdeckten Exoplaneten. „Diese extrem niedrige Dichte kann nicht durch Standardmodelle bestrahlter Gasriesen reproduziert werden, selbst unter der unrealistischen Annahme einer kernlosen Struktur.“

Der neue Planet wurde ursprünglich von Wide Angle Search for Planets (WASP) entdeckt, einer internationalen Zusammenarbeit akademischer Institutionen, die gemeinsam zwei Roboterobservatorien betrieben, eines auf der Nordhalbkugel und das andere auf der Südhalbkugel. Jedes Observatorium nutzte eine Reihe von Weitwinkelkameras, um die Helligkeit Tausender einzelner Sterne am Himmel zu messen. In Daten, die zwischen 2006 und 2008 und erneut zwischen 2011 und 2012 aufgenommen wurden, entdeckte das WASP-South-Observatorium periodische Transite oder Lichteinfälle des Sterns WASP-193. Astronomen stellten fest, dass die periodischen Helligkeitsabfälle des Sterns damit vereinbar waren, dass alle 6,25 Tage ein Planet vor dem Stern vorbeizog. Die Wissenschaftler maßen die Lichtmenge, die der Planet bei jedem Transit blockierte, und konnten so die Größe des Planeten abschätzen.

Anschließend nutzte das Team die Observatorien TRAPPIST-South und SPECULOOS-South in der Atacama-Wüste in Chile, um das Planetensignal bei verschiedenen Wellenlängen zu messen und die planetarische Natur des verdunkelnden Objekts zu validieren. Schließlich nutzten sie auch spektroskopische Beobachtungen der Spektrographen HARPS und CORALIE – ebenfalls in Chile (ESO) –, um die Masse des Planeten zu messen. Zu ihrer großen Überraschung ergaben die gesammelten Messungen eine äußerst geringe Dichte des Planeten. Sie berechneten, dass seine Masse und Größe etwa 0,14 bzw. 1,5 der Jupitermasse entsprachen. Die resultierende Dichte betrug etwa 0,059 Gramm pro Kubikzentimeter. Im Gegensatz dazu beträgt die Dichte des Jupiter etwa 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter; und die Erde wiegt 5,51 Gramm pro Kubikzentimeter. Eines der Materialien, die der Dichte des aufgeblähten neuen Planeten am nächsten kommen, ist Zuckerwatte mit einer Dichte von etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter.

„Der Planet ist so leicht, dass es schwierig ist, sich ein analoges Material in einem festen Zustand vorzustellen“, sagt Julien de Wit, Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Mitautor der Studie. „Der Grund dafür, dass es Zuckerwatte ähnelt, liegt darin, dass beide praktisch aus Luft bestehen. „Der Planet ist im Grunde super schwammig.“

Forscher vermuten, dass der neue Planet wie die meisten anderen Gasriesen in der Galaxie hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Bei WASP-193b bilden diese Gase wahrscheinlich eine massiv aufgeblähte Atmosphäre, die sich Zehntausende Kilometer über Jupiters eigene Atmosphäre hinaus erstreckt. Wie genau ein Planet so aufgeblasen werden kann, ist eine Frage, die noch keine bestehende Theorie der Planetenentstehung beantworten kann. Es erfordert sicherlich ein beträchtliches Energiereservoir tief im Inneren des Planeten, aber die Einzelheiten des Mechanismus sind noch nicht verstanden. „Wir wissen nicht, wo wir diesen Planeten in all den Entstehungstheorien, die wir jetzt haben, einordnen sollen, weil es für alle ein untypischer Fall ist.“ Wir können nicht erklären, wie dieser Planet entstanden ist. „Eine genauere Beobachtung seiner Atmosphäre wird es uns ermöglichen, den Entwicklungspfad dieses Planeten abzugrenzen“, fügt Francisco Pozuelos, Astronom am Institut für Astrophysik von Andalusien (IAA-CSIC, Granada, Spanien) hinzu.

„WASP-193b ist ein kosmisches Rätsel. „Um das Problem zu lösen, bedarf es weiterer Beobachtungs- und theoretischer Arbeit, insbesondere um seine atmosphärischen Eigenschaften mit dem JWST-Weltraumteleskop zu messen und sie mit verschiedenen theoretischen Mechanismen zu konfrontieren, die möglicherweise zu einer solch extremen Inflation führen“, schließt Khalid Barkaoui.

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