Künstlerisches Konzept von Smertrios. Bildnachweis: NASA.
Mit dem CARMENES-Spektrographen haben Astronomen Hinweise auf Wasserdampf in der Atmosphäre eines heißen Saturn-Exoplaneten mit der Bezeichnung HD 149026 b, genannt Smertrios, gefunden. Der Befund, über den in einem auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlichten Forschungsbericht berichtet wird, könnte der Schlüssel zu einem besseren Verständnis der Struktur und des Entstehungsszenarios dieser außerirdischen Welt sein.
Smertrios ist ein metallreicher heißer Saturn, der HD 149026 umkreist – einen gelben Unterriesenstern der Spektralklasse G0 IV, in einer Entfernung von etwa 248,5 Lichtjahren. Der Planet hat einen Radius von etwa 0,81 Jupiterradien und ist etwa dreimal weniger massereich als Jupiter. Frühere Beobachtungen haben ergeben, dass Smertrios seinen Wirt alle 2,876 Tage umkreist, etwa 0,043 AE von ihm entfernt. Die Gleichgewichtstemperatur des Planeten wird auf 1.693 K geschätzt.
Das Astronomenteam unter der Leitung von Sayyed A. Rafi von der Universität Tokio in Japan beauftragte CARMENES am Calar-Alto-Observatorium mit der Durchführung hochauflösender Kreuzkorrelationsspektroskopie von Smertrios. Ihr Hauptziel war es, mehr Einblicke in die Zusammensetzung der Atmosphäre dieses Exoplaneten zu gewinnen.
„Die Transmissionsspektroskopie stellt einen der erfolgreichsten Ansätze zur Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten dar. Wir haben das hochauflösende Nahinfrarot-Transmissionsspektrum eines heißen Saturns, HD 149026 b, analysiert, das mit dem CARMENES-Spektrographen aufgenommen wurde“, schreiben die Forscher in der Arbeit.
Durch die Analyse der CARMENES-Daten fand Rafis Team Hinweise auf ein Wassersignal sehr nahe am erwarteten Standort von Smertrios. Das stärkste Signal hatte ein Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) von 4,8. Die Astronomen stellten fest, dass das erkannte Signal derzeit nur als Beweis für die Existenz von Wasserdampf und nicht als bestätigter Nachweis gewertet werden könne.
Laut der Studie deuten die Hinweise auf Wasserdampf in der Atmosphäre von Smertrios darauf hin, dass das Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis des Planeten unter eins liegen muss, wenn die Atmosphäre homogen ist und sich im chemischen Gleichgewicht befindet, da die Menge an Blausäure voraussichtlich sehr gering ist.
Obwohl die Forscher in der Atmosphäre von Smertrios nach Blausäure suchten, fanden sie keine Hinweise auf diese Verbindung. Die Astronomen gehen davon aus, dass dies am relativ niedrigen S/N-Datensatz liegen könnte. Daher kann die Möglichkeit von Blausäure in der Atmosphäre dieses Planeten nicht endgültig ausgeschlossen werden.
Im Rahmen der Studie wurden auch die Umlauf- und Ruhegeschwindigkeiten von Smertrios gemessen, die bei etwa 158,17 bzw. 2,57 km/s lagen. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Umlaufgeschwindigkeit zwar mit dem erwarteten Wert übereinstimmt, die Ruhegeschwindigkeit jedoch stark rotverschoben ist. Die Autoren des Papiers kamen zu dem Schluss, dass dies durch mehrere Szenarien erklärt werden könnte, beispielsweise durch eine anomale atmosphärische Dynamik oder eine Umlaufbahn mit einer Exzentrizität ungleich Null.
Mehr Informationen:
Sayyed A. Rafi et al., Nachweis von Wasserdampf in der Atmosphäre eines metallreichen heißen Saturns mit hochauflösender Transmissionsspektroskopie, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.01266
Zeitschrifteninformationen:
arXiv
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Zitat: Hinweise auf Wasserdampf in der Atmosphäre von Smertrios (2024, 9. Juli), abgerufen am 9. Juli 2024 von https://phys.org/news/2024-07-evidence-vapor-atmosphere-smertrios.html
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