Ein internationales Team, dem auch die Universität Genf angehörte, fand heraus, dass auf der Tagseite des Planeten WASP-76 b Eisenwinde wehen.
Ein internationales Team, dem auch Wissenschaftler der Universität Genf und des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS angehören, hat Eisenwinde in der Atmosphäre des ultraheißen Jupiters WASP-76 b nachgewiesen. Dieser Planet mit seinen extremen Bedingungen - es ist über 2000 Grad Celsius heiß - ist ein beliebtes Ziel für Forscher und Forscherinnen, die seit mehreren Jahren die kleinsten physikalischen Mechanismen, die in seiner Atmosphäre wirken, sezieren. Im April dieses Jahres wurde dort ein Regenbogen entdeckt.
Die Entdeckung von Eisenwinden, die über die Tagseite des Planeten fegen, bietet neue Einblicke in die komplexe Klimadynamik. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics zu finden.
Der ultraheiße Exoplanet WASP-76 b ist seit seiner Entdeckung im Jahr 2013 Gegenstand zahlreicher Untersuchungen gewesen, die viele extreme atmosphärische Phänomene enthüllt haben. Frühere Forschungen internationaler Teams, unter anderem der Universität Genf, identifizierten Eisenregen auf seiner Nachtseite, das Vorhandensein von Barium in seiner oberen Atmosphäre oder einen ’Regenbogen’ an der Grenze zwischen seiner Tag- und seiner Nachtseite.
’Die Arbeit an WASP-76 b zeigt uns, wie extrem die atmosphärischen Bedingungen auf ultraheißen Jupitern sein können’, erklärt David Ehrenreich, außerordentlicher Professor am Departement für Astronomie der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf, Mitglied des NFS PlanetS und Koautor der Studie. ’Die gründliche Analyse dieser Art von Planeten liefert uns wertvolle Informationen, um das Planetenklima insgesamt besser zu verstehen.
Fluss von Eisenatomen
Für die neue Studie konzentrierte sich das Astronomenteam auf die Tagseite von WASP-76 b, die bis zu 2400 Grad Celsius heiß ist, und beobachtete sie mit hoher spektraler Auflösung im Bereich des sichtbaren Lichts. Das Hauptergebnis war die Entdeckung eines Stroms von Eisenatomen, die sich von den unteren zu den oberen Schichten der Atmosphäre des Planeten bewegen.
’Dies ist das erste Mal, dass so detaillierte optische Beobachtungen auf der Tagseite dieses Exoplaneten durchgeführt wurden, die wichtige Daten über seine atmosphärische Struktur liefern’.erklärt Ana Rita Costa Silva, Doktorandin am Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA, Portugal), die sich zu einem längeren Besuch am Departement für Astronomie der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf aufhält und Erstautorin der Studie ist. ’Unsere Beobachtungen deuten auf starke Eisenwinde hin, die wahrscheinlich von einem Hotspot in der Atmosphäre gespeist werden.’
Dank des ESPRESSO-Spektrographen
Dieser Durchbruch wurde durch den ESPRESSO-Spektrographen ermöglicht, ein Instrument, das für seine Genauigkeit und Stabilität bekannt ist. Er wurde größtenteils von der Universität Genf gebaut und am Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile installiert. Mit seiner Hilfe konnten hochaufgelöste Spektren des Planeten aufgenommen werden. Durch die Analyse dieses Lichts war das Team in der Lage, die chemischen Signaturen von Eisen zu identifizieren, das sich in seiner Atmosphäre bewegt. Diese Technik, die als hochauflösende Emissionsspektroskopie bekannt ist, ist besonders leistungsstark bei der Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten.
’Die Fähigkeit von ESPRESSO, so genaue Messungen durchzuführen, ist entscheidend’, sagt Christophe Lovis, außerordentlicher Professor am Departement für Astronomie der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf, Mitglied des NFS PlanetS und Koautor der Studie. ’Dieses Präzisionsniveau ermöglicht es uns, die dynamischen Prozesse in den Atmosphären von Exoplaneten wie WASP-76 b mit einer nie dagewesenen Detailgenauigkeit zu erforschen’.
Ein Fenster zu den exoplanetaren Klimazonen
Die aufeinanderfolgenden Entdeckungen auf WASP-76 b ebnen den Weg für ein besseres Verständnis des exoplanetaren Klimas, insbesondere von Gasriesen, die einer extremen Bestrahlung durch ihren Wirtsstern ausgesetzt sind. Die detaillierte Kartierung der atmosphärischen Winde und ihrer chemischen Zusammensetzung hilft den Astronomen, ein umfassendes Modell der Entwicklung dieser fernen Welten zu entwickeln. Durch den Nachweis von Eisenwinden auf WASP-76 b liefern die Wissenschaftler entscheidende neue Informationen für die Erstellung von 3D-Modellen des Klimas auf diesem Exoplaneten, die es ihnen eines Tages ermöglichen könnten, ähnliche Phänomene auf anderen fernen Planeten vorherzusagen.
