Leuchtende Atmosphäre

  • 11. August 2017

Erstmalig Stratosphäre bei einem Exoplaneten nach­ge­wiesen.

Im Verlauf einer Beobachtungsphase mit dem Hubble Space Tele­scope stieß ein inter­natio­nales Forscher­team auf glühende Wasser­moleküle in der Atmo­sphäre des Exo­planeten WASP-121b: Das erste klare Signal für das Vor­handen­sein einer umge­benden Strato­sphäre. Die Wissen­schaftler analy­sierten, wie sich die Hellig­keit des Planeten bei verschie­denen Wellen­längen verän­dert. Hinter­grund ist das vorher­sag­bare Verhalten von Wasser­dampf bei verschie­denen Wellen­längen, je nach Wasser­tempe­ratur. Bei niedri­geren Tempera­turen blockiert der Wasser­dampf das Licht darunter. Steigt die Tempe­ratur aller­dings, beginnen die Wasser­moleküle zu leuchten.

WASP-121b

Abb.: Der Exoplanet WASP-121b in einer künst­le­rischen Dar­stellung. Es ist ein heißer Jupiter, dessen Spektrum zeigt, dass er von einer wasser­haltigen Atmo­sphäre umgeben ist. Er um­kreist seinen Stern in so kurzer Ent­fernung, dass eine gezeiten­ab­hängige Aus­buch­tung ent­steht. (Bild: STScI)

„Aus theoretischen Modellen wissen wir, das Stratosphären auf eine spezi­elle Klasse ultra­heißer Exo­planeten hin­weisen, was wiederum auf wichtige physi­ka­lische und chemische Zusammen­setzungen der Atmo­sphäre schließen lässt“, erklärt Tom Evans von der Univer­sity of Exeter. „Als wir Hubble auf WASP-121b richteten, sahen wir leuch­tende Wasser­moleküle, woraus wir schließen konnten, dass der Planet eine starke Strato­sphäre auf­weist.“

WASP-121b ist ein Gasriese, ein „heißer Jupiter“, wenn­gleich er mehr Masse und einen größeren Umfang hat als der Jupiter in unserem Planeten­system. Er um­kreist seinen Stern in 1,3 Tagen und zwar mit der klein­sten Distanz, die mög­lich ist, ohne dass er von seinem Stern zer­rissen wird. Seine Nähe zu dem Stern beschert ihm aller­dings auch atmo­sphä­rische Tempera­turen von 2500 Grad Celsius, einer Tempe­ratur, die Eisen zum Schmelzen bringt.

Forschungen der vergangenen zehn Jahre ließen bereits vermuten, dass einige Exo­planeten Strato­sphären auf­weisen, doch die vor­lie­genden Ergeb­nisse weisen erst­malig leuch­tende Wasser­moleküle nach, ein unwider­leg­bares Signal für das Vor­handen­sein einer Strato­sphäre bei einem Exo­planeten. Den Forschern standen acht­hundert Beob­ach­tungs­stunden mit dem Hubble-Tele­skop zur Ver­fügung.

TUB / RK

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