Astronomen haben im Sternbild Segel eine Atmosphäre um einen Exoplaneten entdeckt. Im Moment ist es der erdähnlichste Exoplanet, für den es möglich war, das Vorhandensein einer Atmosphäre zu bestätigen.
Zum ersten Mal konnte 2001 die Atmosphäre eines Planeten außerhalb des Sonnensystems erfasst werden. Es wurde in der Nähe des Planeten HD 209458 b gefunden, der auch unter dem inoffiziellen Namen Osiris bekannt ist. Es befindet sich im Sternbild Pegasus, 153 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Osiris ist von seiner Art her "heißer Jupiter", dh ein Gasplanet mit einer Masse nahe der des Jupiter, die sich jedoch viel näher an seinem Stern befindet als Jupiter an der Sonne. Osiris hat einen Radius von etwa 100.000 km (1,35 Jupiter-Radien), eine Masse von 1,31024 Tonnen (0,69 Jupiter-Massen) und die Entfernung zum Stern beträgt nur 0,047 astronomische Einheiten (viel weniger als von der Sonne zum Merkur). Ein Jahr dauert dreieinhalb Erdentage, und die Temperatur erreicht tausend Grad Celsius.
Die Entdeckung der Atmosphäre wurde durch die Tatsache ermöglicht, dass HD 209458 b der erste Planet war, für den ein eigenes Strahlungsspektrum erhalten wurde, das aus der Strahlung seines Sterns extrahiert wurde. In diesem Spektrum des Stahls wurden Natriumabsorptionslinien gefunden. In weiteren Studien wurden Annahmen über Ausmaß, Struktur und Temperatur der Atmosphäre getroffen. Die Atmosphäre beginnt in einer Entfernung von 3,1 mal dem Radius des Jupiter vom Zentrum des Planeten. Es enthält Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Kohlendioxid und Methan sowie Wasserdampf. Die Temperatur der Atmosphäre erreicht 10 Tausend Kelvin. Es ist sehr wahrscheinlich, dass der Planet aufgrund der starken Erwärmung der oberen Atmosphäre durch die Strahlung des Sterns ständig atmosphärische Gase verliert, da Wasserstoffatome auf die zweite kosmische Geschwindigkeit beschleunigt werden. Damit ist die Wahl des Planeten Osiris verbunden,da dieser ägyptische Gott einst vom Gott Set in Stücke gehackt wurde. Es wird geschätzt, dass der Planet Osiris zwischen einhundert und achthundert Millionen Kilogramm Wasserstoff pro Sekunde verliert. In den letzten fünf Milliarden Jahren hätte der Planet bis zu 7% seiner Masse verlieren können, aber es besteht die Möglichkeit, dass der Wasserstoffverlust durch die Osiris-Magnetosphäre gebremst wird. Vielleicht ist die Atmosphäre von Osiris typisch für Planeten, die sonnenähnliche Sterne in einer Entfernung von weniger als 0,1 astronomischen Einheiten umkreisen. Umlaufende Sterne ähnlich der Sonne in einer Entfernung von weniger als 0,1 astronomischen Einheiten. Umlaufende Sterne ähnlich der Sonne in einer Entfernung von weniger als 0,1 astronomischen Einheiten.
Bald wurden Wasserdampf, Wasserstoffmonoxid sowie Dioxid und Methan in der Atmosphäre eines anderen heißen Jupiters gefunden - HD 189733 b. Im Jahr 2013 wurden Wasserspuren in der Atmosphäre mehrerer Planeten gefunden: HD 209458b, XO-1b, WASP-12b, WASP-17b und WASP-19b. Die überwiegende Mehrheit der Exoplaneten, auf denen das Vorhandensein einer Atmosphäre bestätigt werden konnte, sind heiße Jupiter und heiße Neptune. Das Vorhandensein und die Zusammensetzung dieser Atmosphären können anhand von zwei Arten von Beobachtungen beurteilt werden. Erstens durch die Brechung des Lichts eines Sterns in der Atmosphäre, wenn ein Exoplanet vor der Sternscheibe vorbeikommt. Zweitens gemäß dem direkten Spektrum der Strahlung des Planeten, das durch Vergleichen der Spektren des Muttersterns mit dem Planeten und derjenigen erhalten wird, die erhalten werden, wenn der Planet hinter dem Stern verborgen ist.
Im Februar 2016 berichteten Astronomen über die Bestimmung der Zusammensetzung der Atmosphäre des Planeten 55 Cancer e (Jansen). Es gehört zur Klasse der Supererden - Planeten, deren Masse größer ist als die unseres Planeten, aber die Parameter der Gasriesen nicht erreicht. Für Jansen beträgt diese Zahl 8,63 ± 0,35 Erdmassen. Die Zusammensetzung der Atmosphäre des Planeten wurde durch Veränderung des Spektrums seines Muttersterns - 55 Krebs - während der sogenannten Transite festgestellt, dh Momente, in denen der Planet aus Sicht eines irdischen Beobachters vor der Scheibe des Sterns vorbeizieht. Während dieser Passage passiert ein Teil des Lichts des Sterns die Planetenatmosphäre, während bestimmte Wellenlängen von den Gasen der Atmosphäre absorbiert werden, wodurch die chemische Zusammensetzung bestimmt werden kann. Die Beobachtungen wurden mit der Weitwinkelkamera des Hubble-Weltraumteleskops gemacht. In der Atmosphäre des Planeten Jansen, wie sich herausstellte,enthält Wasserstoff, Helium und Cyanwasserstoff.
Im Dezember letzten Jahres gelang es Wissenschaftlern erstmals, die Wetterbedingungen in der Atmosphäre eines der Exoplaneten zu bestimmen. Sie verwendeten Daten auf dem Planeten HAT-P-7 b im Sternbild Cygnus, die vom Kepler-Weltraumteleskop über vier Jahre gesammelt wurden. HAT-P-7 b bezieht sich auf heiße Jupiter. Seine Masse beträgt 1,776 Jupitermassen (16-mal so groß wie die der Erde) und sein Durchmesser 1,363-mal so groß wie der des Jupiters. Dieser Planet ist durch 1.044 Lichtjahre von der Erde getrennt. HAT-P-7 b gehört zur Klasse der "heißen Jupiter". Es dreht sich mit einem Zeitraum von 2,2 Tagen um seinen Stern. Indem die Wissenschaftler eine Änderung der von der Atmosphäre von HAT-P-7 b reflektierten Lichtmenge feststellten, stellten sie eine dramatische Änderung der Position seines hellsten Bereichs fest. Dies deutet ihrer Meinung nach auf sehr starke Winde hin, die die Wolken in der Atmosphäre beeinflussen. „Starke Winde wehen um den Planeten und bewegen Wolken von der Nachtseite zur Tagesseite.- sagt einer der Autoren der Arbeit, David Armstrong (David Armstrong). "Die Geschwindigkeit des Windes ändert sich so dramatisch, dass riesige Wolkenformationen entstehen, die wachsen und dann verschwinden."
Die aktuelle Studie konzentrierte sich auf den Planeten GJ 1132b (Gliese 1132b), der einen der Sterne im Sternbild Segel umkreist. Es wurde von Mitarbeitern der Universität Keele, des Max-Planck-Instituts für Astronomie und der Tor Vergata-Universität Rom mit dem 2,2-Meter-Teleskop des Europäischen Südobservatoriums in La Silla (Chile) beobachtet.
Der Planet umkreist den Roten Zwerg Gliese 1132 in einer Entfernung von 39 Lichtjahren von uns. Die Eröffnung wurde im Mai 2015 angekündigt, und im November desselben Jahres folgte die offizielle Bestätigung. Seine Masse beträgt 1,6 Erdmassen, sein Radius beträgt 1,2 Erdradius. Die Entfernung zum Stern beträgt ungefähr 225 Millionen Kilometer (von der Erde zur Sonne 149,6 Millionen), die Umlaufzeit beträgt 1,6 Tage. Der Planet erhält 19-mal mehr Strahlung von seinem Stern als die Erde von der Sonne, daher ist die Temperatur auf ihm höher als auf der Venus, möglicherweise an der Oberfläche über 500 ° C.
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Die Beobachtungen wurden während neun Durchgängen des Planeten GJ 1132b in sieben verschiedenen Banden durchgeführt: zwei im Infrarot und sieben im sichtbaren Teil des Spektrums. Für jeden Bereich wurde die scheinbare Größe des Planeten geschätzt. Infolgedessen stellten die Forscher fest, dass in einem der Infrarotbereiche sein Durchmesser die Daten für den Rest des Bereichs erheblich übersteigt. Dies lässt den Schluss zu, dass es um den Planeten eine Gashülle gibt, die für Lichtwellen einer bestimmten Wellenlänge undurchsichtig und für alle anderen transparent ist. Weitere Simulationen an der Universität von Cambridge und am Max-Planck-Institut für Astronomie haben gezeigt, dass solche Effekte durch das Vorhandensein von Wasserdampf und Methan in der Atmosphäre gut erklärt werden.
Früher wurde angenommen, dass die Atmosphären von Planeten, die rote Zwerge umkreisen, nicht lange existieren können, da diese Sterne zu aktiv sind und ihre Ausbrüche unweigerlich zur Zerstörung dieser Atmosphären führen. Die neuen Ergebnisse sind ermutigend, da die Atmosphäre von GJ 1132b seit Milliarden von Jahren existiert zu haben scheint. Da rote Zwerge im Universum so häufig vorkommen, erhöht das Vorhandensein von Atmosphären in ihren Sternen die Wahrscheinlichkeit von Bedingungen für außerirdisches Leben.
Die Arbeit von Wissenschaftlern wurde im Astronomical Journal veröffentlicht.
