Astronomen vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) haben den ersten jupiterähnlichen Planeten ohne Wolken oder Dunst in seiner beobachtbaren Atmosphäre entdeckt. Die Ergebnisse wurden in diesem Monat in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht. Der Gasriese namens WASP-62b wurde bereits im Jahr 2012 mit dem Wide Angle Search for Planets (WASP) Survey entdeckt. Seine Atmosphäre wurde bis jetzt jedoch nicht detailliert untersucht.
“Für meine Doktorarbeit arbeitete ich an der Einordnung von Exoplaneten”, sagte Munazza Alam, eine Doktorandin am CfA, die Studienleiterin. “Ich nehme entdeckte Planeten und mache Nachfolgeuntersuchungen ihrer Atmosphären.”
WASP-62b ist ein sogenannter heißer Jupiter mit etwa der halben Masse des Planeten Jupiter und liegt 575 Lichtjahre entfernt. Im Gegensatz zu unserem Jupiter, der etwa zwölf Jahre für eine Umkreisung der Sonne braucht, benötigt WASP-62b für eine Umrundung seines Sterns nur 4,5 Tage. Diese Nähe zu seinem Stern macht ihn extrem heiß, daher die Bezeichnung ‘heißer Jupiter’.”
Mit dem Weltraumteleskop Hubble sammelte Alam Daten und spektroskopische Beobachtungen, bei denen es um die Untersuchung der elektromagnetischen Strahlung geht, um bei dem Nachweis chemischer Elemente zu helfen. Alam überwachte WASP-62 in sichtbaren Wellenlängen, als er dreimal vor seinem Stern vorbeizog. Auf diese Weise kann die Präsenz von Natrium und Kalium in einer planetaren Atmosphäre nachgewiesen werden.
“Ich gebe zu, dass ich bezüglich dieses Planeten anfangs nicht so aufgeregt war”, sagte Alam. “Aber als ich erst einmal anfing, mir die Daten anzuschauen, begeisterte er mich.”
Obwohl es dort keine Anzeichen für Kalium gab, war das Signal von Natrium ganz deutlich zu sehen. Das Team konnte die vollständigen Absorptionslinien von Natrium in den Daten sehen, den kompletten Fingerabdruck des Elements. Wolken oder Dunst in der Atmosphäre würden die komplette Signatur des Natriums verdecken, und Astronomen können normalerweise nur kleine Hinweise auf seine Präsenz herausarbeiten.
“Dies ist ein überzeugender Beleg dafür, dass wir eine klare Atmosphäre sehen”, sagte sie.
Wolkenfreie Planeten sind außergewöhnlich selten. Astronomen schätzen, dass weniger als sieben Prozent aller Exoplaneten klare Atmosphären besitzen. Beispielsweise wurde der erste und bislang einige andere Exoplanet mit einer klaren Atmosphäre im Jahr 2018 entdeckt. Er trägt die Bezeichnung WASP-96b und ist als heißer Saturn klassifiziert.
Astronomen denken, dass die Untersuchung von Exoplaneten mit wolkenlosen Atmosphären zu einem besseren Verständnis ihrer Entstehung führen kann. “Ihre Seltenheit spricht dafür, dass dort etwas anderes vorgeht als bei den meisten anderen Planeten, oder dass sie auf eine andere Weise entstanden”, sagte Alam. Klare Atmosphären können es auch leichter machen, die chemische Zusammensetzung von Planeten zu untersuchen, was dabei helfen kann zu identifizieren, woraus ein Planet besteht.
Mit dem Start des James Webb Space Telescope später in diesem Jahr hofft das Team neue Möglichkeiten zur Untersuchung von WASP-62b zu bekommen. Die verbesserten Technologien des Teleskops wie seine höhere Auflösung und bessere Präzision sollten ihnen helfen, die Atmosphäre sogar noch genauer zu untersuchen und nach der Präsenz weiterer Elemente wie Silizium zu suchen.
Abhandlung: “Evidence of a Clear Atmosphere for WASP-62b: the Only Known Transiting Gas Giant in the JWST Continuous Viewing Zone” von Munazza Alam et al., Astrophysical Journal Letters
(THK)
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