Ein Roter Zwergstern namens Gliese 1132 oder kurz GJ 1132 (Astronomen und ihre lustigen Spitznamen!) glimmt etwa 41 Lichtjahre von der Sonne entfernt im südlichen Sternbild Kerze , nur wenige Grad vom Südkreuz entfernt. Im Jahr 2015 nutzten Astronomen die ME Earth South Teleskop-Array bei Cerro Tololo Interamerikanisches Observatorium (CTIO) in Chile einen erdgroßen Planeten gefunden, der sehr nahe um den kleinen roten Stern kreist. Bekannt als GJ 1132b , umkreist der Planet in glühenden 1,6 Tagen. Es wird angenommen, dass seine ursprüngliche Wasserstoff- und Heliumatmosphäre seit langem von den starken Sternwinden verweht wurde, die der Planet aufgrund seiner extremen Nähe zu seinem Elternteil erlebt. Neue Beobachtungen von dem Hubble-Weltraumteleskop enthüllte eine Überraschung vom schnellen Exoplaneten; es scheint zu habenreformierteine Atmosphäre!
GJ 1132b war relativ leicht zu entdecken, da es sich um einen Exoplaneten im Transit handelt. Dies bedeutet, dass der Planet aus unserer Sicht genau zwischen uns und seinem Mutterstern verläuft. Dieses Ereignis führt dazu, dass das vom Stern erfasste Licht periodisch und vorhersehbar abnimmt. Dies „Transitmethode“ Der Nachweis von Exoplaneten ist eine der effektivsten Methoden, um Planeten um andere Sterne zu erkennen.
Astronomen messen jedoch nicht nur die Helligkeit des Sterns. Das Spektrum des Lichts wird ebenfalls sorgfältig gemessen. Im Fall von GJ 1132b interagiert Sternenlicht, das durch seine Atmosphäre dringt, mit den verschiedenen Molekülen darin. Dies hinterlässt einen charakteristischen spektralen Fingerabdruck im Licht. Astronomen können auf die Zusammensetzung der Atmosphäre schließen, indem sie Licht beobachten, das durch die „Luft“ von GJ 1132b gelangt ist!
Die obige Grafik zeigt das Spektrum der Atmosphäre von GJ 1132b. Signaturen von Methan, Blausäure und Aerosolen werden hervorgehoben. Kredit: NASA , DIES , und P. Jeffries
Welche Art von Luft haben wir also in dieser „Sekundäratmosphäre“ gefunden? Die spektroskopischen Daten zeigen molekularen Wasserstoff (H2), Methan (CH4), Blausäure (HCN) und ein Aerosolnebel, der dem Smog ähnlich ist. Dieser Smog wird durch zahlreiche photochemische Reaktionen verursacht, die durch die ungeheuerliche Strahlung motiviert sind, die in so engen Sternenquartieren allgegenwärtig ist. Obwohl der atmosphärische Druck auf der Oberfläche von GJ 1132b dem der Erde ähnlich zu sein scheint, ist dies keine geeignete Umgebung für den Menschen!
So nah an einem Stern zu sein, selbst einem so schwachen wie einem Roten Zwerg, ist eine extreme Umgebung. Es wird angenommen, dass die Atmosphäre ständig aufgefüllt wird. Was könnte die Quelle der atmosphärischen Erneuerung auf dieser fremden Welt sein? Aufgrund der starken Gezeitenkräfte aus der Nähe eines Sterns ist das Innere des Planeten wahrscheinlich sehr heiß und aktiv. Es wird angenommen, dass die Kruste extrem dünn ist, in der Größenordnung von nur wenigen hundert Metern (die Erdkruste unter Ihren Füßen ist viele Dutzend Kilometer dick). Bei einer so dünnen festen Oberfläche gibt das darunterliegende Magma ständig gelöste Gase in die Atmosphäre ab. Obwohl die Gasquelle vulkanisch ist, ist es interessant festzustellen, dass die Kruste wahrscheinlich dem Gewicht von Bergvulkanen nicht standhalten kann und eher einer gebrochenen Eierschale ähnelt.
Abgesehen davon, dass GJ 1132b direkt neben seinem Mutterstern liegt und von einer giftigen Atmosphäre umgeben ist, unterscheidet sich GJ 1132b noch in einer anderen Weise von der Erde. Der Exoplanet war nicht immer eine felsige Welt wie unsere. Es wird angenommen, dass es sich um die festen Überreste des Kerns eines ' Unter-Neptun ’ Gasplaneten. Die ursprüngliche Wasserstoff- und Heliumatmosphäre wäre im Vergleich zur dünnen Stickstoff- und Sauerstoffhülle der Erde gigantisch gewesen.
Der Planet hatte nicht die titanische Schwerkraft eines sogenannten Super-Jupiters. Die stellaren Winde schlugen die glühend heiße Welt schon früh in ihrem Leben; die dicke Atmosphäre wäre in den Weltraum erodiert und wäre Teil des Sonnenwinds geworden, der sie von ihrer Heimatwelt gerissen hat.
Diese aufregende Entdeckung einer sekundären Atmosphäre um den felsigen Kern eines verdampften Sub-Neptun-Exoplaneten um einen nahegelegenen Stern macht GJ 1132b zu einem besonders verlockenden Ziel für die kommenden Jahre James-Webb-Teleskop. Das JWST sollte in der Lage sein, ein viel klareres Bild der Atmosphäre des Exoplaneten und verschiedener Eigenschaften zu erkennen.
Die brillanten, goldenen, sechseckigen Spiegel des James Webb-Weltraumteleskops, die noch in diesem Jahr auf den Markt kommen sollen. Kredit NASA
Die Entdeckung und Erforschung von Exoplaneten sind einige der überzeugendsten Gründe, warum man vernünftigerweise behaupten kann, dass wir uns mitten in einem wahrhaft goldenen Zeitalter der Astronomie befinden. Aufgewachsen in den 1990er Jahren waren Exoplaneten reine Spekulation. Heute sind wir zuversichtlich, dass es Tausende von Exoplaneten gibt. Wir schließen die Anwesenheit von Hunderten von Milliarden anderer Welten nur innerhalb der Milchstraße. Wir können sogar die Zusammensetzung der Atmosphäre erdgroßer Planeten wie GJ 1132b erkennen! Man kann nicht anders, als gespannt zu sein, welche Entdeckungen für Exoplanetenforscher wie das brillante Team hinter diesem neuesten bemerkenswerten Ergebnis gleich um die Ecke liegen.
