Ein internationales Wissenschaftlerteam nutzt erneut die Leistungsfähigkeit des Spektrographen CARMENES. Die Astronomen aus Spanien, Deutschland und den Niederlanden zeigen, dass der extrasolare Gasriesen-Planet WASP-69b einen kometenähnlichen Schweif aus Heliumpartikeln hinter sich herzieht. Angetrieben durch die hochenergetische Strahlung seines Zentralsterns entweichen diese Heliumpartikel dem Gravitationsfeld des Exoplaneten. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden heute in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Das CARMENES Instrument am 3,5-Meter Teleskop des Calar Alto Observatoriums bei Almería, (Spanien), jüngst für die spektakuläre Entdeckung eines Gesteinsplaneten bei Barnard’s-Stern genutzt, wurde verwendet, um die Atmosphäre von WASP-69b zu beobachten. Dieser Spektrograph ermöglichte es, die Zusammensetzung der Exoplaneten-Atmosphäre zu enthüllen und zusätzlich die Geschwindigkeit der Heliumteilchen zu bestimmen, die das Gravitationsfeld des Planeten verlassen, sowie die Länge des von ihnen erzeugten Schweifes.
Der Planet wurde beobachtet, während er vor seinem Zentralstern vorüberzog. Während dieses Ereignisses verdecken der Planet und seine Atmosphäre einen Teil des Sternenlichts. "In einem Bereich des Spektrums, in dem Heliumgas Licht absorbiert, haben wir eine größere und länger anhaltende Verdunklung des Sternlichtes beobachtet", sagt Lisa Nortmann, Forscherin am Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) und Erstautorin des heute veröffentlichten Artikels. „Die längere Dauer dieser Absorption lässt den Schluss zu, dass der Planet einen Schweif hat", fügt sie hinzu.
Die Autoren haben auch vier andere Planeten in ähnlicher Weise analysiert und mit Daten der Multi-Mirror-X-Ray Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA verglichen (ESA XMM-Newton). Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Helium in den Atmosphären jener Planeten detektiert wird, welche die größte Menge an Röntgen- und ultravioletter Strahlung von ihren Zentralsternen erhalten. Die Ergebnisse der Studie könnten bestätigen, dass hochenergetische Strahlung vom Zentralstern die gasförmige Hülle von Planeten abstreifen und sie in felsige Planeten mit einer ähnlichen Dichte wie der Venus oder der Erde verwandeln kann.
"Bisher war die Untersuchung des Verdampfens von Planetenatmosphären auf weltraumgebundene Beobachtungen von Wasserstoff im fernen Ultraviolett beschränkt. Mit CARMENES ist dies nun auch mit erdgebundenen Teleskopen und daher viel kostengünstiger möglich“, erklärt Prof. Dr. Andreas Quirrenbach, Direktor an der Landesternwarte Königstuhl (LSW) und Projektleiter für den Spektrographen. „Außerdem können wir mit CARMENES die Strömungsgeschwindigkeit messen und erhalten damit zusätzliche Informationen, die wesentlich zu unserem Verständnis der wesentlichen physikalischen Prozesse beitragen.“
Dieses neue Forschungsfeld wird es ermöglichen, Verdampfungsprozesse in einer großen Anzahl von Planeten zu vergleichen und spannende Fragen zu beantworten, z.B. ob Planeten mit einer ultrakurzen Umlaufzeit tatsächlich die verdampften Kerne früherer Jupiter-ähnlichen Planeten sind.
Das CARMENES-Instrument wurde von einem Konsortium aus elf spanischen und deutschen Institutionen unter Führung der LSW, die zum Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg gehört, entwickelt. Es wurde konzipiert, um nach erdähnlichen Planeten in der bewohnbaren Zone sogenannter M-Sterne zu suchen, der Region um einen Stern herum, in der die Bedingungen die Existenz von flüssigem Wasser ermöglichen. Die heute veröffentlichten Ergebnisse zeigen erneut die Fähigkeit von CARMENES, einen wesentlichen Beitrag zur Erforschung von Exoplanetenatmosphären zu leisten.
KONTAKT
Dr. Guido Thimm
Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH)
Email: thimm@uni-heidelberg.de
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Nortmann, L.; Pallé, E.; Salz, M.; Sanz-Forcada, J.; Nagel, E.; Alonso-Floriano, F. J.; Czesla, S.; Yan, F.; Chen, G., Snellen I. A. G.;Zechmeister, M.; Schmitt, J. H. M. M.; López-Puertas, M.; Casasayas-Barris, N.; Bauer, F. F.; Amado, P.; Caballero, J.; Dreizler, S.; Henning, T.; Lampón, M.; Montes, D.; Molaverdikhani, K.; Quirrenbach, A.; Reiners, A.; Ribas, I.; Sánchez-López, A.; Schneider, C.; Zapatero Osorio, M. R. (2018): <link http: science.sciencemag.org content early science.aat5348>Ground-based detection of an extended helium atmosphere in the Saturnmass exoplanet WASP-69b
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- Salz, M.; Czesla, S.; Schneider, P. C.; Nagel, E.; Schmitt, J. H. M. M.; Nortmann, L.; Alonso-Floriano, F. J.; López-Puertas, M.; Lampón, M.; Bauer, F. F.; Snellen, I. A. G.; Pallé, E.; Caballero, J. A.; Yan, F.; Chen, G.; Sanz-Forcada, J.; Amado, P. J.; Quirrenbach, A.;Ribas, I.; Reiners, A.; Béjar, V. J. S.; Casasayas-Barris, N.; Cortés-Contreras, M.; Dreizler, S.; Guenther, E. W.; Henning, T.; Jeffers, S. V.; Kaminski, A.; Kürster, M.; Lafarga, M.;Lara, L. M.; Molaverdikhani, K.; Montes, D.; Morales, J. C.; Sánchez-López, A.; Seifert, W.; Zapatero Osorio, M. R.; Zechmeister, M. (2018):<link https: assert.pub papers external-link-new-window internal link in current> Detection of He I 10830 Å absorption on HD 189733 b with CARMENES high-resolution transmission spectroscopy
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- Die Institute des CARMENES-Konsortiums:
<link http: www.mpia.de internal link in current>Max-Planck-Institut für Astronomie, MPIA
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<link https: www.lsw.uni-heidelberg.de internal link in current>Landessternwarte Königstuhl, LSW
<link http: www.ice.csic.es en home internal link in current>Institut de Ciències de l'Espai, ICE
<link http: www.uni-goettingen.de en internal link in current>Institut für Astrophysik Göttingen, IAG
<link http: webs.ucm.es info astrof internal link in current>Universidad Complutense de Madrid, UCM
<link http: www.tls-tautenburg.de tls internal link in current>Thüringer Landessternwarte Tautenburg, TLS
<link http: www.iac.es internal link in current>Instituto de Astrofísica de Canarias, IAC
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