Hubble findet Wasserdampf in der Atmosphäre eines kleinen Exoplaneten

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Astronomen verwenden Hubble-Weltraumteleskop Sie entdeckten Wassermoleküle in der Atmosphäre eines kleinen, extrem heißen Exoplaneten 97 Lichtjahr von der Erde.

Der Planet mit der Bezeichnung GJ 9827d hat etwa den doppelten Durchmesser der Erde und ist laut einer neuen Studie der kleinste Exoplanet, der Wasserdampf in seiner Atmosphäre aufweist.

Wasser ist für das Leben, wie wir es kennen, lebenswichtig, aber der Planet wird aufgrund der hohen Temperaturen, die die wasserreiche Atmosphäre in sengenden Dampf verwandeln würden, wahrscheinlich kein Leben beherbergen.

Astronomen müssen die wahre Natur der Atmosphäre dieser ungewöhnlichen Welt noch enthüllen, aber diese Entdeckung ebnet den Weg für weitere Forschungen in ihrem Bestreben, die Ursprünge von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu verstehen.

Die Ergebnisse wurden in einem Bericht veröffentlicht, der am Donnerstag in veröffentlicht wurde Astrophysikalische Tagebuchbriefe.

„Wasser auf einem so kleinen Planeten ist eine historische Entdeckung“, sagte die Mitautorin der Studie, Laura Kreidberg, Geschäftsführerin der Abteilung für Exoplanetare Atmosphärenphysik am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, in einer Erklärung. „Es kommt der Charakterisierung wirklich erdähnlicher Welten näher als je zuvor.“

Die Temperatur des Planeten erreicht jedoch 800 °F (427 °C), was ihn zu einer dampfenden, unwirtlichen und heißen Welt wie der Venus macht.

„Dies wird das erste Mal sein, dass wir durch atmosphärische Detektion direkt zeigen können, dass diese Planeten mit wasserreicher Atmosphäre tatsächlich um andere Sterne herum existieren können“, sagte der Co-Autor der Studie, Björn Beneke, Professor am Trottier Research Institute der Universität Montreal. Exoplaneten, in einer Erklärung. „Dies ist ein wichtiger Schritt zur Bestimmung der Verbreitung und Vielfalt der Atmosphären auf Gesteinsplaneten.“

Derzeit kann das Forschungsteam nicht sagen, ob Hubble Spuren von Wasserdampf in einer aufgeblähten, wasserstoffreichen Atmosphäre eingefangen hat oder ob der Planet eine wasserreiche Atmosphäre hat, weil der Mutterstern die ursprüngliche Wasserstoff-Helium-Atmosphäre von GJ 9827d verdampft hat.

„Unser Beobachtungsprogramm unter der Leitung des Hauptforschers Ian Crosfield von der University of Kansas in Lawrence, Kansas, wurde speziell mit dem Ziel entwickelt, nicht nur Moleküle in der Atmosphäre des Planeten aufzuspüren, sondern auch gezielt nach Wasserdampf zu suchen.“ „Jedes Ergebnis wäre spannend, unabhängig davon, ob Wasserdampf vorherrscht oder nur eine kleine Spezies in einer wasserstoffdominierten Atmosphäre“, sagte der leitende Studienautor Pierre-Alexis Roy, Doktorand am Trottier Institute der Universität Montreal, in einer Erklärung .

Die Kepler-Mission der NASA Der Planet, der einen Roten Zwergstern im Sternbild Fische umkreist, wurde erstmals 2017 entdeckt. Der Exoplanet vollendet alle 6,2 Tage eine Umlaufbahn um seinen Mutterstern.

Astronomen beobachteten den Planeten GJ 9827d über einen Zeitraum von drei Jahren während elf Transits, also den Zeiten, in denen der Planet während seiner Umlaufbahn vor seinem Stern vorbeizog. Das Filtern von Sternenlicht durch die Atmosphäre des Planeten half Astronomen, die Signatur von Wassermolekülen zu messen.

„Bisher konnten wir die Atmosphäre eines kleinen Planeten wie diesem nicht direkt nachweisen. Wir kommen jetzt langsam in dieses System hinein“, sagte Beinecke. „Irgendwann, wenn wir kleine Planeten untersuchen, muss es einen geben.“ Übergang, bei dem es keinen Wasserstoff mehr gibt.“ „Diese kleinen Welten haben eine Atmosphäre ähnlich der der Venus (dominiert von Kohlendioxid).“

Mehr über die Atmosphäre des Planeten zu erfahren, könnte Astronomen dabei helfen, genau zu klassifizieren, um welche Art von Welt es sich bei GJ 9827d handelt. Derzeit hat das Team zwei mögliche Theorien.

Der Planet ist wahrscheinlich ein Mini-Neptun mit einer wasserstoffreichen Atmosphäre, die Wasserdampf enthält. In diesem Fall entstand GJ 9827d wahrscheinlich in einer größeren Entfernung von seinem Mutterstern als an seinem aktuellen Standort, was bedeutet, dass der Planet kühler gewesen wäre und Wasser in Form von Eis vorhanden gewesen wäre (ähnlich wie Neptun und Uranus, die weiter entfernten Planeten in unser Sonnensystem). .

Als sich der Planet seinem Stern näherte und stärkerer Sternstrahlung ausgesetzt war, erhitzte sich der Wasserstoff und entwich oder entweicht immer noch, so die Forscher.

Oder Astronomen vermuten, dass GJ 9827d eine wärmere Version von Jupiters Eismond Europa sein könnte, der einen Ozean unter einer dicken Eiskruste hat. Beneke sagte, der Planet könnte zur Hälfte aus Wasser und zur Hälfte aus Gestein bestehen.

Wasser ist eines der am häufigsten vorkommenden Moleküle im Universum, und seit vielen Jahren beziehen Astronomen die Entdeckung von Wasser in einen größeren Teil ihrer Suche nach außerirdischem Leben ein.

„Die Beobachtung von Wasser ist ein Tor zur Entdeckung anderer Dinge“, sagte der Co-Autor der Studie, Thomas Green, Astrophysiker am NASA Ames Research Center im kalifornischen Silicon Valley, in einer Erklärung. „Diese Hubble-Entdeckung öffnet die Tür für zukünftige Studien dieser Art von Planeten mit dem James Webb-Weltraumteleskop. Mit zusätzlichen Infrarotbeobachtungen kann das James Webb-Weltraumteleskop viel mehr sehen, einschließlich kohlenstoffhaltiger Moleküle wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und.“ Methan. Sobald wir eine Gesamtinventur der Elemente eines Planeten haben, können wir sie mit dem Stern vergleichen, den er umkreist, und verstehen, wie er entstanden ist.

Astronomen haben GJ 9827d bereits mithilfe des Webb-Teleskops beobachtet, um nach Wasser und anderen Arten von Molekülen zu suchen, und diese Daten werden in Zukunft weitergegeben.

„Wir können es kaum erwarten zu sehen, was diese Daten enthüllen“, sagte Kreidberg. „Wir hoffen, dass wir die Angelegenheit der Wasserreiche nun ein für alle Mal regeln können.“