Im Jahr 2015 entdeckten Astronomen einen faszinierenden extrasolaren Planeten, der sich in einem Sternensystem etwa 39 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Obwohl dieser „Venus-ähnliche“ Planet - bekannt als GJ 1138b - sehr nahe an seinem Mutterstern umkreist, schien er immer noch cool genug zu sein, um eine Atmosphäre zu haben. In kurzer Zeit kam es zu einer Debatte darüber, welche Atmosphäre es haben könnte, ob es sich um eine „trockene Venus“ oder eine „nasse Venus“ handelte.
Und jetzt wurde dank der Bemühungen eines internationalen Forscherteams die Existenz einer Atmosphäre um GJ 1138b bestätigt. Neben der Beilegung der Debatte über die Natur dieses Planeten ist es auch das erste Mal, dass eine Atmosphäre um eine Supererde mit geringer Masse entdeckt wurde. Darüber hinaus ist GJ 1138b jetzt der am weitesten entfernte erdähnliche Planet, von dem bekannt ist, dass er eine Atmosphäre hat.
Unter der Leitung von John Southworth (von der Keele University) und Luigi Mancini (von der Universität Rom Tor Vergata) bestand das Forschungsteam aus Mitgliedern des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA), des Nationalen Instituts für Astrophysik (INAF) der Universität von Rom Cambridge und Stockholm University. Ihre Studie mit dem Titel „Detektion der Atmosphäre des 1,6-Erdmassen-Exoplaneten GJ 1132b“ erschien kürzlich in Das astrophysikalische Journal.
Mit dem GROND-Imager des 2,2 m langen ESO / MPG-Teleskops des La Silla Observatory überwachte das Team GJ 1132b in verschiedenen Wellenlängen, während es vor seinem Mutterstern durchlief. Angesichts der Umlaufzeit des Planeten (1,6 Tage) treten diese Transite ziemlich häufig auf, was viele Möglichkeiten bot, ihn vor seinem Stern vorbeiziehen zu sehen. Dabei überwachten sie den Stern auf leichte Helligkeitsabnahmen.
Wie Dr. Southworth dem Universum per E-Mail erklärte, bestätigten diese Beobachtungen die Existenz einer Atmosphäre:
„Wir haben das Ausmaß des Dimmens bei 7 verschiedenen Wellenlängen in optischem und nahem Infrarotlicht gemessen. Bei einer dieser Wellenlängen (IR) schien der Planet etwas größer zu sein. Dies deutet darauf hin, dass der Planet von einer großen Atmosphäre umgeben ist, durch die der größte Teil des Sternenlichts hindurchtreten kann, die jedoch bei einer Wellenlänge undurchsichtig ist. “
Die Teammitglieder der University of Cambridge und des MPIA führten dann Simulationen durch, um die Zusammensetzung dieser Atmosphäre zu ermitteln. Letztendlich kamen sie zu dem Schluss, dass es höchstwahrscheinlich eine dicke Atmosphäre gibt, die reich an Wasser und / oder Methan ist - was den jüngsten Theorien widersprach, dass der Planet eine dünne und schwache Atmosphäre hatte (d. H. Eine „trockene Venus“).
Es war auch das erste Mal, dass eine Atmosphäre um einen Planeten herum bestätigt wurde, deren Größe und Masse für die Erde nicht wesentlich größer ist. In der Vergangenheit haben Astronomen Atmosphären um viele andere Exoplaneten herum entdeckt. Aber in diesen Fällen waren die Planeten entweder Gasriesen oder Planeten, die ein Vielfaches der Größe und Masse der Erde hatten (auch bekannt als "Super-Erden"). GJ 1132b ist jedoch 1,6-mal so massereich wie die Erde und misst 1,4 Erdradien.
Darüber hinaus sind diese Ergebnisse ein wichtiger Schritt auf der Suche nach Leben jenseits unseres Sonnensystems. Gegenwärtig versuchen Astronomen, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre eines Planeten zu bestimmen, um festzustellen, ob sie bewohnbar sein könnte. Wenn die richtige Kombination chemischer Ungleichgewichte vorliegt, wird das Vorhandensein lebender Organismen als mögliche Ursache angesehen.
Indem wir feststellen können, dass ein Planet am unteren Ende der Super-Erde-Skala eine Atmosphäre hat, sind wir der Bestimmung der Bewohnbarkeit von Exoplaneten einen Schritt näher gekommen. Die Entdeckung eines atmosphärentragenden Planeten um einen Stern vom Typ M (Roter Zwerg) ist an und für sich ebenfalls eine gute Nachricht. Rote Zwergsterne mit geringer Masse sind die häufigsten Sterne in der Galaxie, und jüngste Erkenntnisse haben gezeigt, dass sie unser bester Schuss sind, um bewohnbare Welten zu finden.
Neben der Entdeckung mehrerer terrestrischer Planeten um rote Zwergsterne in den letzten Jahren - darunter sieben um einen einzelnen Stern (TRAPPIST-1) - gibt es auch Untersuchungen, die darauf hindeuten, dass diese Sterne eine große Anzahl von Planeten aufnehmen können. Gleichzeitig gab es Bedenken, ob rote Zwerge zu variabel und instabil sind, um bewohnbare Welten zu unterstützen.
Wie Southworth erklärte, könnte das Erkennen einer Atmosphäre um einen Planeten, der einen roten Zwerg eng umkreist, dazu beitragen, die Bewohnbarkeit des roten Zwergs zu stärken:
„Eines der großen Probleme war, dass Sterne mit sehr geringer Masse typischerweise starke Magnetfelder haben und daher viel Röntgen- und Ultraviolettlicht ausstoßen. Diese hochenergetischen Photonen neigen dazu, Moleküle in der Atmosphäre zu zerstören und sie möglicherweise auch vollständig zu verdampfen. Die Tatsache, dass wir eine Atmosphäre um GJ 1132b entdeckt haben, bedeutet, dass diese Art von Planeten tatsächlich in der Lage ist, eine Atmosphäre für Milliarden von Jahren aufrechtzuerhalten, selbst wenn sie von den hochenergetischen Photonen ihrer Wirtssterne bombardiert wird.
In Zukunft wird GJ 1132b voraussichtlich ein vorrangiges Ziel für Studien mit dem Hubble-Weltraumteleskop, dem Very Large Telescope (VLT) am Paranal Observatory in Chile und Teleskopen der nächsten Generation wie dem James Webb-Weltraumteleskop (geplant) sein für den Start im Jahr 2018). Es werden bereits Beobachtungen gemacht und die Ergebnisse werden mit Spannung erwartet.
Ich bin sicher, dass ich nicht der einzige bin, der gerne hören möchte, was Astronomen entdecken, wenn sie dieses nahe gelegene Sternensystem und seine venusähnliche Welt im Visier haben! In der Zwischenzeit sollten Sie sich dieses Video über GJ 1132b mit freundlicher Genehmigung der MIT-Nachrichten ansehen:
