Dieser mysteriöse Planet kann sich in eine Wasserwelt verwandeln: ScienceAlert

Ein mysteriöser Exoplanet, 138 Lichtjahre von der Erde entfernt, könnte sich gerade verwandeln.

Die Analyse eines Exoplaneten namens HD-207496b zeigt, dass die Welt, die das 6,1- bzw. 2,25-fache der Masse bzw. des Radius der Erde hat, entweder eine gasförmige Atmosphäre, einen globalen Ozean oder eine Kombination aus beidem hat – und darauf schrumpfen könnte Werde eine Super-Erde.

Dies könnte Astronomen helfen, das Rätsel der Exoplaneten-Erkennung zu lösen, bei der es sich um eine Lücke zwischen den Massen von Gesteinsplaneten handelt, die größer als die Erde sind, und Gasplaneten, die kleiner als Neptun sind. Aber es wird sich einen mysteriösen Exoplaneten genauer ansehen, um seine Atmosphäre zu erkennen.

Es ist eine vielfältige Galaxie da draußen mit vielen sehr unterschiedlichen Exoplaneten. Astronomen haben es entdeckt und bestätigt 5300 Welten außerhalb des Sonnensystems zum Zeitpunkt des Schreibens, mit fast doppelt so vielen unbestätigten Kandidaten.

Mit diesen Informationen können Wissenschaftler statistische Analysen durchführen, um Trends in Planetensystemen zu erkennen. Und eines der interessanten Dinge, die wir gelernt haben, ist, dass es einen deutlichen Mangel an Exoplaneten zwischen der 1,5- und 2-fachen Masse der Erde mit Umlaufbahnen von weniger als etwa 100 Tagen gibt.

Dies ist als das Tal des Minor Planet Radius bekannt. Darunter finden wir im Allgemeinen felsige Welten wie Erde, Venus und Mars. Wir nennen sie Supererde.

Über ihnen finden wir Welten mit dichter Atmosphäre, wie Mini-Neptun, und wir nennen sie Mini-Neptun.

Die Ursachen des Tals sind nicht ganz klar, aber eine wachsende Zahl von Beweisen deutet darauf hin, dass die Nähe zum Wirtsstern etwas damit zu tun hat. Es ist möglich, dass ein Exoplanet unterhalb einer bestimmten kritischen Schwelle nicht genug Masse hat, um die Gravitationswirkung auf seine Atmosphäre aufrechtzuerhalten (das Gas wird durch die Strahlung des Sterns verdampft).

Wir haben einige Welten entdeckt, die Hinweise auf diesen Prozess enthalten, und Wissenschaftler suchen nach weiteren, indem sie den High-Resolution Radial Speed ​​​​Finder (HARPS) am 3,6-Meter-Teleskop der Europäischen Südsternwarte am La-Silla-Observatorium in Chile verwenden , um Kandidaten weiterzuverfolgen, die vom Exoplanet Hunting Space Telescope der NASA, TESS, identifiziert wurden.

Das brachte ein internationales Team unter der Leitung der Astrophysikerin Susana Barros von der Universität Porto in Portugal zu HD-207496b.

TESS sucht nach Exoplaneten, indem es einen Fleck am Himmel anstarrt, während seine empfindlichen Instrumente sich auf sehr schwache Einbrüche im Sternenlicht einstellen, die ein Beweis dafür sein könnten, dass ein Exoplanet zwischen uns und dem Stern vorbeizieht oder vorbeizieht.

Wenn diese Transite regelmäßig auftreten, können Astronomen leicht auf das Vorhandensein eines rotierenden Objekts schließen und seine Dauer bestimmen.

Wenn die Helligkeit des Sterns bekannt ist, verringert sich die Durchgangstiefe – die Menge an Sternenlicht, die blockiert wird – und ermöglicht es Astronomen, den Radius des umlaufenden Objekts zu berechnen.

HARPS entdeckt eine andere Skala. Wenn ein Exoplanet einen Stern umkreist, übt er seine eigene Schwerkraft aus. Technisch gesehen umkreist der Exoplanet den Stern nicht; Stattdessen umkreisen die beiden Objekte einen gemeinsamen Massenmittelpunkt, der als bekannt ist Schwerpunkt. Da Sterne so viel massiver sind als ihre Welten, bewegen sie sich nicht viel, sondern zappeln ordentlich auf der Stelle.

Das kann HARPS messen. Während sich der Stern auf uns zu und von uns weg windet, ändert sich die Wellenlänge seines Lichts, komprimiert sich, wenn sich der Stern nähert, und dehnt sich aus, wenn sich der Stern entfernt. Wie stark sich der Stern bewegt, hängt von der Masse des Exoplaneten ab, also können Astronomen auch das berechnen.

Sobald Sie die Masse und den Radius eines Exoplaneten kennen, können Sie sie addieren, um seine Dichte zu berechnen. Hier wird es wirklich interessant, denn aus der Dichte kann man schließen, woraus ein Exoplanet besteht.

Als TESS einen Exoplaneten in der Nähe des Radius Valley mit einem 2,25-fachen Erdradius und einer Umlaufbahn von 6,44 Tagen mit einem orangefarbenen Zwergstern namens HD-207496 einfing, nahmen sie sich HARPS genauer an. HARPS-Daten zeigten, dass HD-207496b eine Masse von etwa dem 6,1-fachen der Erde hat.

Das bedeutet, dass der Exoplanet eine Dichte von etwa 3,27 Gramm pro Kubikzentimeter hat. Das ist viel weniger dicht als die 5,51 Gramm pro Kubikzentimeter auf der Erde und bedeutet, dass die Bildung von HD-207496b nicht ganz steinig ist. Also führten die Forscher Modellierungen durch, um zu sehen, woraus die Welt besteht.

„Wir haben festgestellt, dass die Dichte von HD-207496b geringer ist als die der Erde, und daher erwarten wir, dass es eine große Menge Wasser und/oder Gas in seiner Zusammensetzung enthält“, schreiben die Forscher in ihrem Paper. „Aus der Modellierung der inneren Struktur des Planeten schließen wir, dass der Planet entweder eine wasserreiche Atmosphäre, eine gasreiche Atmosphäre oder eine Kombination aus beidem hat.“

Die Modellierung der Verdunstung zeigt, dass, wenn ein Exoplanet eine gasreiche Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium hat, dieser Zustand nur vorübergehend ist: Der Stern wird den Exoplaneten in 520 Millionen Jahren vollständig abstreifen. Es ist auch möglich, dass die Atmosphäre bereits verschwunden ist und dass HD-207496b tatsächlich eine leere Ozeanwelt ist.

„Im Großen und Ganzen,“ schreiben die Forscher„Wir erwarten, dass der Planet Wasser und einen H/He-Mantel hat und zwischen diesen beiden Modellen liegt.“

Der Stern HD-207496 ist relativ jung, etwa 520 Millionen Jahre alt. Das bedeutet, dass es eine seltene Gelegenheit darstellt, die Jugend eines dieser Exoplaneten zu studieren, bevor er sich in eine Supererde verwandelt, falls dies HD-207496b tatsächlich bevorsteht.

Folgestudien zur Beschreibung der Atmosphäre, falls vorhanden, sollten die wahre Natur – und das endgültige Schicksal – dieser rätselhaften Welt enthüllen.

Suche akzeptiert Astronomie und Astrophysik und erhältlich unter arXiv.