Wasserdampf auf fremden Planeten Neptun-Größe gefunden

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Ein Neptun-Größe Planet außerhalb unseres Sonnensystems hat verräterische Spuren von Wasserdampf in der Atmosphäre, so dass es den kleinsten Exoplaneten bekannt sind die nasse Sachen noch, sagen Wissenschaftler.

Mehrere massive Jupiter-Größe-Riesen haben die Komponenten ihrer Atmosphäre untersucht hatte, aber bis jetzt haben die Atmosphären von kleineren Planeten bewiesen noch weitere Ferne gerückt. In dieser neuen Studie fanden Forscher Spuren von Wasser auf den fremden Planeten Hut-P-11 b, die einen Stern im Sternbild Cygnus 124 Lichtjahre von der Erde umkreist.

"Wasser ist das am meisten kosmisch reichlich Molekül, das wir direkt in Exoplaneten beobachten können, und wir erwarten, dass es in den oberen Atmosphären von Planeten bei diesen Temperaturen verbreitet werden" führen Autor Jonathan Fraine in einem e-Mail-Interview sagte. Fraine, ein Student an der University of Maryland, arbeitete mit einer Leitung von Drake Deming, auch von der University of Maryland. [10 fremde Planeten, die Leben unterstützen könnte]

"Erkennen, es ist sowohl eine Bestätigung unserer Theorien und aufschlussreich für den größten Teil des Spektrums, die wir beobachten können", sagte Fraine Space.com.


Erkennung von fremden Planeten-Atmosphären

Wie ein Planet verläuft oder Transite, zwischen Erde und der Sonne, blockiert es Licht aus dem Stern. Das Bad im Licht ist wie viele Exoplaneten zuerst gefunden werden. Aber diese Transite erlauben auch Astronomen, die Atmosphären von Exoplaneten zu studieren. Durch die Beobachtung des Spektrums des Lichtes, die Atmosphäre eines Exoplaneten durchquert, können Wissenschaftler ermitteln der, woraus es besteht. [Quiz: sind Sie Experte Exoplanet?]

Dieses Make-up ist für Hut-P-11 b, einem Planeten etwa vier Mal den Radius der Erde, 90 Prozent Wasserstoff, mit Spuren von Wasserdampf. Der Planet Neptun-Größe umkreist seine Sonne alle fünf Tage, in einer Entfernung, die nur ein Zwanzigstel des Abstands Erde-Sonne ist (das ist 93 Millionen Meilen oder 150 Millionen Kilometer). Infolgedessen steigt die Temperatur höher am Hut P-11 b als auf Gasriesen in unserem Sonnensystem eine knisternde 1.120 Grad Fahrenheit (605 Grad Celsius) erreicht.

Wissenschaftler haben die Atmosphäre des Planeten Jupiter-wie jahrelang studiert, aber kleinere Planeten produzieren ein kleiner Signal, das ist schwieriger zu beobachten. Für die neue Studie, Forscher untersuchten die Atmosphären von vier anderen kleineren Exoplaneten – zwei ungefähr die Größe von Neptun und zwei kleinere Supererden – aber die Ergebnisse waren enttäuschend eintönig.

"Wir haben in der Tat die Technologie – die Auflösung – Neptun-Größe Exoplaneten und sogar Supererden beobachten" Fraine sagte.

Aber die chemischen Zusammensetzungen der anderen vier Planeten wurden von einem bekannten Phänomen blockiert — Wolken.

"Wir haben gerade gesehen eine ganze Reihe von nichts," Eliza Kempton, Grinnell College in Iowa. Kempton Modelle Planetenatmosphären aber war nicht in der Forschung beteiligt.

Kempton fügte hinzu, dass die flachen, strukturlose Signale für die anderen Planeten beobachtet Wolken oder Hazes in der oberen Atmosphäre zugeschrieben wurden. Die hohen Wolken blockiert Licht des Sterns, hält es aus zu den Beobachtern Seite des Planeten durchdringt und Wissenschaftler nicht in der Lage, die Chemikalien in der Atmosphäre charakterisieren lassen.

"Es ist nicht verrückt zu glauben, dass in diesen Atmosphären von Exoplaneten, Wolken darf, weil wir die Wolken in den planetarischen Atmosphären in unserem Sonnensystem sehen", sagte Kempton.

Obwohl die heiße, Neptun-Größe Planeten in einer anderen Umgebung von den eisigen Riesen im Sonnensystem lebt, ist es ähnlich wie bei einer der vier kleineren Planeten dessen Atmosphäre bereits untersucht hatte. Diese Planeten sind bekannt als GJ436b, GJ1214b, HD97658b und GJ3470b.

Hut-P-11 b ist nur etwas größer und wärmer als die fremden Planeten GJ436b, so dass sie gut miteinander zu vergleichen, da man Wolken hat und einer nicht, sagte Fraine.

"Ich mag sie die größere Version des Erde-Venus Zwilling Paares betrachten", sagte Fraine der Planeten Hut-P-11 b und GJ436b.

"sie sind im Grunde die gleichen Masse, Radius und Temperatur, aber kleine Veränderungen in der Bildung oder sogar diese Volumeneigenschaften verursacht enorme Veränderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre."

Die Forschung ist in der 25 September-Ausgabe der Zeitschrift Nature, zusammen mit einem Kommentar des Artikels von Kempton detailliert.

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Neben dem Lernen mehr über die Atmosphären von Exoplaneten, wie sie heute erscheinen, können Wissenschaftler auch Hut P-11 b mehr über den Planeten Interieur und seine Bildung verstehen.

Oberen Atmosphäre des Planeten ergibt sich aus was, darüber und darunter passiert. Der Spagat Bestrahlung von seinem Stern und von kosmischer Strahlung auf der Außenseite, sowie der chemischen und dynamischen Systemen niedriger in der Atmosphäre beteiligt sind, erläutert Fraine.

"Wenn wir wissen, dass die Eingabe von oben – Hoststar – und die obere Atmosphäre von unseren Beobachtungen, dann das fehlende Stück des Puzzles ist die innere Zusammensetzung," sagte er.

Obwohl das Innere des Planeten Komplex ist, genannt Fraine neu geprägten Atmosphäre "ein großer Schritt nach vorn in das Rätsel zu lösen."

Die Zusammensetzung der Atmosphäre der kleinen Planeten unterstützt auch das Kernmodell Akkretion planetarischen Formation, wo kleinere Partikel kombinieren, um größere Partikel, erreicht schließlich Planeten-Größe Proportionen zu schaffen.

"Core Akkretion prophezeit, dass Planeten von innen nach außen gebaut werden," sagte Fraine.

"Messen, dass Hut P-11 b wahrscheinlich eine relativ arm und Wasserstoff-Atmosphäre hat, bedeutet, dass es aus felsigen Material, die später eine dichte Atmosphäre, erworben gebildet wurde, was der Kern-Akkretion Modell sagt voraus."

Der Planet nach dem Vorbild des konkurrierenden gravitative Instabilität Modells gebildet hatte, sollte seine Zusammensetzung und derjenigen seiner Atmosphäre tragen eine stärkere Ähnlichkeit zu seinem Stern als was Wissenschaftler gemessen wurde.

Wegen seiner wichtigen Rolle im Spagat Rolle der Wasserdampf in der Exoplanet Atmosphäre entdeckt eine entscheidende bei der Modellierung von seiner Entstehung und Entwicklung.

"Auf lange Sicht, wenn wir, Wasser, Methan, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, etc. erkennen können, in Dutzende bis Hunderte von Exoplaneten Atmosphären der verschiedenen bulk-Eigenschaften, dann werden wir in der Lage, malen Sie ein viel klareres Bild davon, wie Planeten entstehen, und, ebenso wie die Erde gebildet," Fraine sagte.

"Dies war nur einer der Anfang Pinselstriche zu malen das vollständige Bild des Planeten, wie auch uns, wie gebildet wurden."

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