Nach neuen Beobachtungen der Europäischen Weltraumorganisation könnte ein überraschend geringer Methanvorrat erklären, warum ein Planet, der einen nahegelegenen Stern umgibt, seltsam aufgebläht wurde. James Webb-Weltraumteleskop (JWST). Astronomen sagen, dass die Ergebnisse zeigen, dass die Planetenatmosphäre auf merkliche Mengen anschwellen kann, ohne esoterische Theorien über die Planetenentstehung zu verwenden.
„Webbs Daten sagen uns, dass Planeten wie WASP-107 b nicht auf seltsame Weise mit einem sehr kleinen Kern und einer massiven Gasatmosphäre entstanden sein müssen.“ Michael LaneEin Exoplanetenwissenschaftler der Arizona State University sagte in A Stellungnahme. „Stattdessen könnten wir etwas Ähnlicheres nehmen Neptun„Bei viel Gestein und nicht viel Gas erhöht man einfach die Temperatur und dreht sie dann auf, und es sieht genauso aus.“
WASP-107 b wurde 2017 vom Konsortium Wide-Angle Planetary Search (WASP) entdeckt und liegt etwa 200 Kilometer entfernt. Lichtjahr aus Land Im Sternbild JungfrauEr gehört zu den leichtesten bisher entdeckten Exoplaneten, von denen es mehr als 5.000 Planeten gibt. Obwohl es fast genauso groß ist der JupiterWASP-107 b wiegt nur 12 % seines Eigengewichts GasrieseSeine Masse entspricht nur 30 gemahlenen Kugeln. Zum Vergleich: Eine Jupitermasse ist ungefähr 318 Erdmasse. Das Team sagt, der Planet sei so aufgebläht, dass seine Dichte mit einem in der Mikrowelle erhitzten Marshmallow verglichen werden könne.
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Aufgrund früherer Beobachtungen der Größe, Masse und des Alters von WASP-107 b vermuteten Astronomen, dass der Planet einen kleinen Gesteinskern hatte, der von einem reichen Reservoir an Wasserstoff- und Heliumgasen umgeben war. Allerdings kann ein solches Szenario die aufgeblasene Kugel nicht vollständig erklären, obwohl sie ihren Stern in einer Entfernung von einem Siebtel der Entfernung von ihrem eigenen Stern umkreist. Quecksilber Unsere Sonne erhält nicht genug Energie von ihrem Stern, um ihre watteartige Dichte zu erklären. Wenn der Kern des Planeten jedoch tatsächlich mehr Masse enthält als erwartet, könnte die Atmosphäre laut Wissenschaftlern geschrumpft sein, als die Temperatur des Planeten abgekühlt ist. Zeitwas bedeutet, dass es kleiner erschienen wäre als beobachtet.
Nun werden Daten des James Webb-Weltraumteleskops sowie frühere Beobachtungen des Weltraumteleskops verwendet Hubble-Weltraumteleskop Möglicherweise haben zwei unabhängige Astronomenteams das Rätsel gelöst. Kurz gesagt, sie entdeckten, dass der Methangehalt in der Atmosphäre des Planeten ein Tausendstel dessen ausmacht, was man auf dieser Welt erwarten würde. Da Methan bei hohen Temperaturen instabil ist, sagen Astronomen, dass die überraschend geringe Menge ein Beweis dafür ist, dass sich das Gas tief im Inneren des Planeten „stark mit den kühleren Schichten darüber vermischt“. David Singh Das sagte der Arzt der Johns Hopkins University (JHU) in Maryland, der eine der beiden neuen Studien leitete, in der Erklärung. „Die Tatsache, dass wir so wenig entdeckt haben, obwohl wir andere kohlenstoffhaltige Moleküle entdeckt haben, sagt uns, dass das Innere des Planeten viel heißer sein muss, als wir dachten.“
Die Forscher gehen davon aus, dass die zusätzliche Hitze wahrscheinlich auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass WASP-107 b seinen Stern alle 5,7 Tage auf einer Umlaufbahn umkreist, die kein perfekter Kreis ist. Die konstante Schwerkraft des Sterns auf WASP-107 b, die ständig seinen Abstand von seinem Stern ändert, dehnt und kontrahiert die Form des Planeten und erwärmt ihn so. Auf der Erde eine ähnliche Kraft der Mond Es verursacht Flut und Ebbe.
Der heiße Kern des Planeten verändert in Kombination mit der Gezeitenerwärmung seines Sterns auch die Chemie der Gase tief im Inneren des Planeten. Zafar Rustamkulovein Doktorand an der JHU und Mitautor einer der beiden neuen Studien, sagte in einem Artikel Stellungnahme von der Universität. „Wir glauben, dass diese Hitze zu einer Veränderung der Gaschemie führt, insbesondere zur Zerstörung von Methan und der Produktion erhöhter Mengen an Kohlendioxid und Kohlenmonoxid.“
Im Jahr 2020 entdeckte ein Team von Astronomen, darunter Singh, Helium in der Atmosphäre des Planeten WASP-107 b und markierte damit die erste Beobachtung dieses Gases auf einem Exoplaneten. Das Element wurde erstmals 2018 weltweit gesichtet, bevor es dort existierte Bestimmt Zwei Jahre später konnte man sehen, wie sie sich als schwache Wolke weit in den Weltraum erstreckte. Weil die Atmosphäre des Planeten so dünn ist, sagen Astronomen, dass die ultraviolette Strahlung von WASP-107 b der Welt langsam ihre Luft entzieht – um genau zu sein alle Milliarde Jahre etwa 0,1 % bis 4 % der Masse der Atmosphäre eines Kometen. – Wie ein Schwanz hinter einer Kugel.
Dank der extrem aufgeblähten Natur des Planeten können Astronomen etwa 50-mal tiefer in seine Atmosphäre blicken als auf einem Planeten wie Jupiter. Das zeigten beispielsweise letztes Jahr JWST-Beobachtungen der Atmosphäre des Planeten WASP-107 b Regensand Auf dem Planeten.
Diese Forschung ist beschrieben in zwei Studien Veröffentlicht am Montag (20. Mai) in der Zeitschrift Nature.
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