Mit dem jüngsten Meilenstein der Entdeckung des 500. zusätzlichen Sonnenplaneten ist die Zukunft der planetaren Astronomie vielversprechend. Durch die Hinzufügung von Beobachtungen der Atmosphäre von Transitplaneten erhalten Astronomen ein umfassenderes Bild davon, wie sich Planeten bilden und leben.
Bisher beschränkten sich die Beobachtungen von Atmosphären auf Planeten vom Typ „Hot-Jupiter“, die häufig aufblähen, ihre Atmosphären erweitern und ihre Beobachtung erleichtern. Eine Reihe neuer Beobachtungen, die in der 2. Dezember-Ausgabe von veröffentlicht werden sollen Naturhaben die Untergrenze verschoben und die Beobachtung exoplanetarer Atmosphären auf eine Supererde ausgedehnt.
Der fragliche Planet GJ 1214b bewegt sich von der Erde aus gesehen vor seinem Mutterstern und ermöglicht so geringfügige Finsternisse, die den Astronomen helfen, Merkmale des Systems wie seinen Radius und auch seine Dichte zu bestimmen. Frühere Arbeiten, die im August dieses Jahres im Astrophysical Journal veröffentlicht wurden, stellten fest, dass der Planet eine ungewöhnlich niedrige Dichte (1,87 g / cm) aufwies3). Dies schloss einen vollständig felsigen oder eisenbasierten Planeten sowie sogar einen riesigen Schneeball aus, der vollständig aus Wassereis bestand. Die Schlussfolgerung war, dass der Planet von einer dicken Gasatmosphäre umgeben war und die drei möglichen Atmosphären vorgeschlagen wurden, die die Beobachtungen befriedigen könnten.
Das erste war, dass die Atmosphäre während der Bildung direkt vom protoplanetaren Nebel angesammelt wurde. In diesem Fall würde die Atmosphäre wahrscheinlich einen Großteil der ursprünglichen Zusammensetzung von Wasserstoff und Helium beibehalten, da die Masse ausreichen würde, um ein leichtes Entweichen zu verhindern. Das zweite war, dass der Planet selbst hauptsächlich aus Eis aus Wasser, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und anderen Verbindungen besteht. Wenn sich ein solcher Planet bilden würde, könnte die Sublimation zur Bildung einer Atmosphäre führen, die nicht entkommen könnte. Wenn schließlich ein starker Bestandteil von felsigem Material den Planeten bilden würde, könnten Ausgasungen eine Atmosphäre aus Wasserdampf aus Geysiren sowie Kohlenmonoxid und Kohlendioxid und anderen Gasen erzeugen.
Die Herausforderung für nachfolgende Astronomen wäre es, die Spektren der Atmosphäre einem dieser oder möglicherweise einem neuen Modell anzupassen. Das neue Team besteht aus Jacob Bean, Eliza Kempton und Derek Homeier, die an der Universität Göttingen und der University of California in Santa Cruz arbeiten. Ihre Spektren der Atmosphäre des Planeten waren weitgehend ohne Merkmale und zeigten keine starken Absorptionslinien. Dies schließt den ersten Fall, in dem die Atmosphäre hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, weitgehend aus, es sei denn, eine dicke Wolkenschicht verdeckt das Signal. Das Team stellt jedoch fest, dass dieser Befund mit einer Atmosphäre übereinstimmt, die größtenteils aus Eisdämpfen besteht. Die Autoren achten darauf, dass "der Planet aufgrund der hohen Temperaturen in seiner Atmosphäre kein flüssiges Wasser beherbergen würde".
Diese Ergebnisse zeigen nicht schlüssig die Natur der Atmosphäre, sondern beschränken die Entartung entweder auf eine dampfgefüllte Atmosphäre oder eine mit dicken Wolken und Dunst. Obwohl die Möglichkeiten nicht vollständig eingegrenzt wurden, stellt Bean fest, dass die Anwendung der Transitspektroskopie auf eine Supererde „einen echten Meilenstein auf dem Weg zur Charakterisierung dieser Welten erreicht hat“. Für weitere Untersuchungen schlägt Bean vor, dass "[f] Follow-up-Beobachtungen in längerwelligem Infrarotlicht jetzt erforderlich sind, um zu bestimmen, welche dieser Atmosphären auf GJ 1214b vorhanden sind."
