Das Gebiet der Exoplanetenforschung wächst weiterhin sprunghaft. Dank Missionen wie der Kepler-Weltraumteleskopüber viertausend
Zum Beispiel konnte eine Gruppe von Astronomen zum ersten Mal die Oberfläche eines Planeten abbilden, der einen roten Zwergstern umkreist. Verwendung von Daten der NASA Spitzer-Weltraumteleskopkonnte das Team einen seltenen Einblick in die Bedingungen auf der Oberfläche des Planeten geben. Und obwohl diese Bedingungen eher unwirtlich waren - ähnlich wie Hades, aber mit weniger Luft zum Atmen -, ist dies ein großer Durchbruch bei der Untersuchung von Exoplaneten.
Wie sie in ihrer Studie angedeutet haben, die kürzlich in der Zeitschrift erschien NaturDer von ihnen beobachtete Planet (LHS 3844b) ist ein terrestrischer (auch bekannt als felsiger) Körper, der einen kühlen Stern vom Typ M (Roter Zwerg) umkreist, der 48,6 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Dieser Planet wurde ursprünglich von der entdeckt Transit-Exoplaneten-Vermessungssatellit (TESS) im Jahr 2018 ist 1,3-mal so groß wie der Radius der Erde und umkreist seinen Stern mit einem Zeitraum von 11 Tagen.
Getreu seinem Namen hat TESS den Planeten mithilfe der Transit-Methode entdeckt, wobei periodische Einbrüche in der Leuchtkraft des Sterns Anzeichen dafür sind, dass ein Planet relativ zum Beobachter vor ihm vorbeizieht (auch bekannt als Transit). Während der Nachbeobachtungen unter Verwendung von Daten aus SpitzerMit der Infrarot-Array-Kamera (IRAC) konnte das Team Licht für die Oberfläche von LHS 3844b erfassen.
Normalerweise ist dies eine schwierige Perspektive, da das von der Oberfläche des Planeten reflektierte Licht durch das viel hellere Licht des Sterns übertönt wird. Da der Planet jedoch so umkreist
Diese Beobachtung war das erste Mal Spitzer Daten konnten Informationen über die Atmosphäre eines terrestrischen Planeten um einen Zwerg vom Typ M liefern. Dies ist besonders ermutigend, da Zwerge vom Typ M die häufigste Art von Sternen im Universum sind und 75% der Sterne allein in der Milchstraße ausmachen. Sie sind auch die langlebigsten und können bis zu 10 Billionen Jahre in ihrer Hauptsequenz bleiben.
Leider waren die Ergebnisse bei der Suche nach „potenziell bewohnbaren“ Planeten weniger als ermutigend. Basierend auf der Umlaufbahn des Planeten und den Daten von SpitzerDer Planet hat wenig bis gar keine Atmosphäre und wird wahrscheinlich bedeckt sein
Dies wurde unter Verwendung der Oberflächenalbedo (d. H. Des Reflexionsvermögens) von LHS 3844b abgeleitet, die ziemlich dunkel war. Renyu Hu, Exoplanetenwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA und Mitautor der Studie, kam mit seinen Kollegen zu dem Schluss, dass dies wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass die Oberfläche mit Basalt, einer Art Vulkangestein, bedeckt ist.
„Wir wissen, dass die Stute des Mondes
Ein weiterer weniger ermutigender Befund war die vernachlässigbare Wärmeübertragung zwischen Tag und Nacht des Planeten. Das Team erfuhr davon, indem es den Temperaturunterschied zwischen den beiden Seiten des Planeten maß. In dieser Hinsicht ist LHS 3844b wieder vergleichbar mit Merkur und Mond - zwei Körpern, die praktisch keine Atmosphäre haben und zwischen Tag und Nacht massive Temperaturschwankungen erfahren haben.
Wie Laura Kreidberg, Forscherin am Harvard and Smithsonian Center für Astrophysik (CfA) und Hauptautorin der neuen Studie, erklärte, war das Fehlen einer Atmosphäre die wahrscheinlichste Erklärung für die extreme Variation, die sie sahen. "Der Temperaturkontrast auf diesem Planeten ist so groß wie möglich", sagte sie. „Das passt wunderbar zu unserem Modell von
Dennoch sind die Implikationen dieser Studie ziemlich tiefgreifend. Abgesehen davon, dass es das erste Mal war, dass Astronomen die Oberfläche eines felsigen Planeten abbilden konnten, der einen roten Zwergstern umkreist (eine bedeutende Leistung für sich), könnte dies auch Aufschluss darüber geben, wie Planetenatmosphären im Laufe der Zeit verloren gehen. Dies ist von äußerster Wichtigkeit bei der Suche nach potenziell bewohnbaren
Betrachten Sie den Mars, auch bekannt als "Erdzwilling". Während es der Erde gelungen ist, ihre Atmosphäre und (infolgedessen) flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche zu halten, verlor der Mars im Laufe von Milliarden von Jahren seine Atmosphäre bis zu einem Punkt, an dem er ungefähr 0,5% des atmosphärischen Drucks der Erde hatte. Dies wird darauf zurückgeführt, dass der Mars kurz nach der Bildung und Abkühlung des Planeten sein Magnetfeld verliert.
Aus diesem Grund erlebte die Marsoberfläche einen drastischen Klimawandel, bei dem das gesamte Oberflächenwasser verloren ging. Das Studium von felsigen Exoplaneten, die ihre Atmosphäre verloren haben - insbesondere von solchen, die den häufigsten Stern im Universum umkreisen - könnte
"Wir haben viele Theorien darüber, wie sich Planetenatmosphären um M-Zwerge entwickeln, aber wir konnten sie nicht empirisch untersuchen. Mit LHS 3844b haben wir jetzt einen terrestrischen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, auf dem wir zum ersten Mal beobachten können, dass keine Atmosphäre vorhanden ist. “
Im Vergleich zu unserer Sonne (einem gelben Zwergstern vom G-Typ) emittieren rote Zwerge vom M-Typ weniger Gesamtlicht, aber viel ultraviolette Strahlung. Dies kann nicht nur das Leben in hohen Dosen schädigen, sondern auch die Atmosphäre eines Planeten untergraben. Darüber hinaus sind rote Zwerge in ihrer Jugend besonders gewalttätig und produzieren viele Fackeln, was zu Strahlungsstößen und Partikeln führt, die die Atmosphäre eines Planeten zerstören können.
Zugegeben, diese neueste Studie inspiriert nicht gerade zu rosigen Aussichten für felsige Planeten, die Sterne vom Typ M umkreisen. Und da es Forschungsergebnisse gibt, die darauf hinweisen, dass Rotzwergsysteme der wahrscheinlichste Ort sind, um felsige Planeten zu finden, die in der bewohnbaren Zone (HZ) des Sterns umkreisen, ist dies auch kein gutes Zeichen für Bewohnbarkeitsstudien. Aber wie Kreidberg sagte, sind diese Ergebnisse keineswegs universell:
"Ich bin immer noch zuversichtlich, dass andere Planeten um M-Zwerge ihre Atmosphäre behalten können. Die terrestrischen Planeten in unserem Sonnensystem sind enorm vielfältig, und ich gehe davon aus, dass dies auch für Exoplaneten-Systeme gilt. “
In der Zwischenzeit sind Astronomen von den Ergebnissen dieser Studie begeistert, was sie für Exoplanetenstudien bedeutet. In den kommenden Jahren wird der Start der James Webb Weltraumteleskop - das über erheblich erweiterte IR-Bildgebungsfunktionen verfügt - wird direkte Bildgebungsstudien von mehr felsigen Planeten ermöglichen, die rote Zwergsterne umkreisen.
Dazu gehören Proxima b, der nächstgelegene Planet jenseits unseres Sonnensystems, und das Sieben-Planeten-System von TRAPPIST-1. Bereits, Spizter hat sein IRAC-Instrument verwendet, um Daten über das TRAPPIST-1-System zu sammeln, die zeigten, dass einige von ihnen wahrscheinlich Wassereis enthalten. Darüber hinaus werden in den nächsten zehn Jahren mehrere bodengestützte Teleskope online gehen, die direkte Bildgebungsstudien von nahe gelegenen Exoplaneten ermöglichen.
Pünktlich auch, da die NASA plant, das zu beenden Spitzer/ IRAC-Betrieb bis Februar 2020 als Kosteneinsparungsmaßnahme. Ähnlich wie Hubble und Kepler, Spitzer hat geholfen, den Weg für zukünftige Entdeckungen zu weisen!
