NASA: James-Webb-Teleskop löst Rätsel um einen „geschwollenen“ Exoplaneten

NASA: James-Webb-Teleskop löst Rätsel um einen „geschwollenen“ Exoplaneten
NASA: James-Webb-Teleskop löst Rätsel um einen „geschwollenen“ Exoplaneten
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Webb-Daten in Kombination mit Hubble-Beobachtungen zeigen überraschende Ergebnisse

Mit mehr als drei Vierteln des Volumens von Jupiter, aber weniger als einem Zehntel seiner Masse, Der Exoplanet „WASP-107 b“ ist einer der Planeten mit der geringsten Dichte, die wir kennen. Jetzt haben neue Daten des James-Webb-Teleskops zur Entschlüsselung beigetragen warum dieser Gasriesenkörper so „aufgedunsen“ ist.

Die Webb-Daten zeigen in Kombination mit früheren Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops „überraschend“ wenig Methan (CH4) in der Atmosphäre von WASP-107 b. Dies deutet darauf hin, dass das Innere des Planeten deutlich heißer und der Kern viel massereicher sein muss als bisher angenommen.

Die Ergebnisse, die das zeigen Der Exoplanet ist nicht so mysteriös, wie es schienwurden gerade in zwei Artikeln in der Zeitschrift Nature veröffentlicht, berichten die amerikanische Raumfahrtagentur NASA und die Europäische Weltraumorganisation ESA.

Die Schlussfolgerungen wurden durch Webbs „außergewöhnliche Fähigkeit“ ermöglicht Messen Sie das Licht, das durch die Atmosphäre von Exoplaneten dringt, Sie können die Schwellung Dutzender Exoplaneten geringer Dichte erklären.

Obwohl geschwollene oder „schwammige“ Planeten keine Seltenheit sind, sind die meisten heißer und massereicher und daher leichter zu erklären.

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„Aufgrund seines Radius, seiner Masse und seines Alters dachten wir, dass WASP-107 b einen sehr kleinen Gesteinskern hatte, der von einer riesigen Masse aus Wasserstoff und Helium umgeben war“, erklärt Luis Welbanks von der Arizona State University, aber „Es war schwer zu verstehen, wie ein so kleiner Kern so viel Gas absorbieren konnte und nicht zu einem Planeten mit der Masse Jupiters wurde.“

Wenn WASP-107 b hingegen mehr Masse im Kern hat, Die Atmosphäre hätte sich in der Zeit seit seiner Entstehung mit der Abkühlung des Planeten zusammenziehen müssen. Ohne eine Wärmequelle zur erneuten Expansion des Gases, Der Planet sollte viel kleiner sein.

Obwohl WASP-107 b eine Umlaufbahnentfernung von nur 8 Millionen Kilometern hat (ein Siebtel der Entfernung zwischen Merkur und der Sonne), Es erhält nicht genug Energie von seinem Stern, um sich so aufzublasen.

Transmissionsspektroskopie

Der riesige Radius, die ausgedehnte Atmosphäre und die Randumlaufbahn von WASP-107 b, machen es ideal für die Transmissionsspektroskopieeine Methode, die verwendet wird Identifizieren Sie die verschiedenen Gase in der Atmosphäre eines Exoplaneten anhand ihrer Auswirkung auf das Sternenlicht.

Somit wurde es nicht nur entdeckt, sondern Es wurde auch die Häufigkeit einer großen Anzahl von Molekülen gemessen, wie Wasserdampf, Methan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid und Ammoniak.

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Die beiden Spektren – ermittelt durch Messungen mehrerer Webb- und Hubble-Instrumente – zeigen einen überraschenden Mangel an Methan in der Atmosphäre von WASP-107 b: ein Tausendstel des erwarteten Betrags abhängig von der angeblichen Temperatur.

„Dies zeigt, dass heißes Gas aus der Tiefe des Planeten, sollte sich kräftig mit den kühleren Schichten darüber vermischen„Details David Sing von der Johns Hopkins University.

Methan ist bei hohen Temperaturen instabil. „Die Tatsache, dass wir so wenig entdeckt haben, obwohl wir andere kohlenstofftragende Moleküle entdeckt haben, zeigt uns das.“ Das Innere des Planeten muss viel heißer sein, als wir dachten“, sagt.

Gezeitenerwärmung

Eine wahrscheinliche Quelle der zusätzlichen inneren Energie von WASP-107 b ist die Gezeitenerwärmung, die durch seine leicht elliptische Umlaufbahn verursacht wird.

Da sich der Abstand zwischen Stern und Planet während seiner 5,7-tägigen Umlaufbahn kontinuierlich ändert, Auch die Anziehungskraft verändert sich, wodurch der Planet gedehnt und erwärmt wird.

Die Forscher hatte zuvor vorgeschlagen, dass die Gezeitenerwärmung die Ursache für die Schwellung von WASP-107 b sein könnteaber bis die Webb-Ergebnisse zurückkamen, gab es keine Beweise.

Der Kern ist mindestens doppelt so massiv wie ursprünglich angenommen.was im Hinblick auf die Entstehung von Planeten am sinnvollsten ist.

Im Großen und Ganzen, Es stellt sich heraus, dass WASP-107 b nicht so mysteriös ist, wie es schien. „Webbs Daten sagen uns, dass Planeten wie WASP-107 b Sie mussten nicht auf seltsame Weise geformt werdenmit einem superkleinen Kern und einer riesigen Gashülle“, sagt Mike Line von der Arizona State University.

„Stattdessen können wir etwas nehmen, das eher Neptun ähnelt, mit viel Gestein und nicht so viel Gas.“ Erhöhen Sie einfach die Temperatur und geben Sie ihm das Aussehen, das es hat.

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