Planetologen haben im Sternbild Cygnus einen äußerst ungewöhnlichen Exoplaneten entdeckt, dessen Atmosphäre auf so hohe Temperaturen erhitzt wird, dass darin Wolken aus Titan und Eisen schweben. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
„Als wir die Eigenschaften der KELT-9b-Atmosphäre berechneten, stellten wir fest, dass sie vollständig aus Atomen und nicht aus Molekülen besteht. Basierend auf diesen Vorhersagen haben wir versucht, Eisen in seiner Atmosphäre zu finden. Als wir genauer hinschauten, fanden wir noch mehr Überraschungen “, sagt Jens Hoeijmakers von der Universität Genf in der Schweiz.
Astronomen nennen "heiße Jupiter" erhitzte Gasriesen, die nur 2,2 bis 75 Millionen Kilometer von ihren Sternen entfernt sind. Im Sonnensystem nähert sich sogar Merkur dem Stern nicht näher als 46 Millionen Kilometer, und daher herrschen in der Atmosphäre solcher Planeten wirklich höllische Temperaturen - etwa 1000-1300 Grad Kelvin.
Es ist viel einfacher, solche Planeten zu finden als andere Himmelskörper, und sie machen die meisten der Wissenschaft bekannten Exomere aus. Die Entdeckung von "heißen Jupitern" zeigte Wissenschaftlern erstmals, dass die Atmosphäre auf solchen Planeten aus extrem exotischen Materialien bestehen kann. Beispielsweise wurden in den letzten Jahren Gasriesen mit Blei- und Glaswolken sowie Luft aus verdampften Metallen und Gesteinen entdeckt, in deren oberen Schichten es manchmal von Rubinen und Saphiren regnet.
Vor relativ kurzer Zeit haben Wissenschaftler mehrere "heiße Jupiter" gefunden, deren Atmosphäre auf noch höhere Temperaturen von mehr als 2,5 Tausend Grad Kelvin erhitzt wurde. Zusätzlich zur höllischen Hitze hatten ihre Luftschichten eine ungewöhnliche Struktur - sie waren außen heißer und innen kälter wie die Stratosphäre der Erde.
Solche Anomalien haben Wissenschaftler zu der Annahme geführt, dass die Atmosphäre dieser "ultraheißen Jupiter" durch einen supermächtigen Treibhauseffekt erwärmt wird, der durch zwei Substanzen erzeugt werden kann - Titanoxid oder Vanadiumoxid.
Huymakers und seine Kollegen haben bewiesen, dass Titan tatsächlich in der Atmosphäre solcher Welten vorhanden ist, indem sie KELT-9b, den heißesten Planeten der Galaxie, etwa 650 Lichtjahre entfernt, beobachtet haben. Es befindet sich ungewöhnlich nahe an der Leuchte - ein Jahr dauert ungefähr 1,5 Erdentage, aufgrund derer höllische Temperaturen und äußerst ungewöhnliche atmosphärische Bedingungen auf seiner Oberfläche herrschen.
Insbesondere seine "Sonnenseite" wird auf eine Temperatur von 4600 Grad Kelvin (4326 Grad Celsius) erhitzt, was mit großem Abstand die Aufzeichnung eines anderen superheißen Planeten, WASP-33b, abdeckt, dessen Atmosphäre "nur" auf 3200 Grad Kelvin (2926 Grad Celsius) erhitzt wird.). Aufgrund dieser hohen Temperaturen ist die Atmosphäre von KELT-9b sehr verdünnt und besteht tatsächlich aus einzelnen Atomen, da sich unter solchen Bedingungen einfach keine Moleküle bilden können.
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Diese Beobachtung veranlasste die Autoren des Artikels zu der Annahme, dass man im Spektrum von KELT-9b Spuren jener Moleküle finden kann, die normalerweise nicht in die Atmosphäre von Planeten gelangen und nicht in einzelne Atome zerfallen, einschließlich Verbindungen von Eisen und Titan.
Anhand dieser Idee analysierten Astronomen die Bilder, die der HARPS-N-Spektrograph Ende Juli letzten Jahres erhalten hatte, als dieser Planet zuletzt die Scheibe des Sterns passierte. Nachdem die Wissenschaftler von Interferenzen befreit waren, versuchten sie darin Absorptions- und Emissionslinien zu finden, die mit verschiedenen Arten von Ionen dieser Metalle verbunden sind.
Es stellte sich heraus, dass sowohl Eisen als auch Titan in großen Mengen in der Atmosphäre von KELT-9b vorhanden sind. Dies könnte erklären, warum dieser Planet so heiß ist. Eine weitere Untersuchung der Daten, wie die Autoren des Artikels hoffen, wird dazu beitragen, zu verstehen, ob Wasser und Kohlenmonoxid in der Atmosphäre von "ultraheißen Jupitern" vorhanden sind, was wichtig ist, um die chemische Zusammensetzung ihres Darms und die Entstehungsgeschichte aufzudecken.
