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Montag, 11. Dezember 2017
 
 
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Heiße Entdeckung: Jupiter mit Titanoxid
ImageAuf WASP-19b hat ein Jahr nur 19 Stunden. Solange braucht der Planet, um seine Sonne zu umkreisen. Doch er ist unbewohnbar. Denn selbst für Sonnenanbeter wäre es zu heiß auf WASP-19b, nämlich ungefähr 2000 Grad Celsius. Außerdem ist er ein aufgeblähter Gas-Riese – etwa wie unser Jupiter, nur viel größer – und umkreist seine Sonne WASP-19 im Sternbild „Schiffssegel“ rund 1500 Lichtjahre von der Erde entfernt. Doch etwas zeichnet ihn vor allen bisher gefundenen Exoplaneten aus: In seiner Atmosphäre hat ein internationales Wissenschaftlerteam um Dr. Elyar Sedaghati erstmalig Titanoxid nachgewiesen, ein schwereres metallenes Element.

Dem Ziel, einen erdähnlichen Planeten zu finden und zu erforschen, kommt die Wissenschaft immer näher. Vor rund 20 Jahren wurde der erste Exoplanet gefunden, ein Planet, der um einen Stern außerhalb unseres Sonnensystems kreist. Inzwischen hat man fast 4000 weitere entdeckt. Mehrere Methoden zum Auffinden solcher Exoplaneten sind entwickelt worden. Eine sehr erfolgreiche davon ist die „Transitmethode“, mit der man minimale Lichtschwankungen beobachtet, die entstehen, wenn ein Planet an seiner Sonne vorbeizieht. Der nächste Schritt ist es, die einzelnen Planeten näher zu charakterisieren. Dabei gilt es, herauszufinden, ob sie von einer Atmosphäre umgeben sind und wie diese beschaffen ist, welche Elemente und Stoffe dort vorkommen, ob sie in einer habitablen, also bewohnbaren Zone liegen und welche möglichen weiteren Eigenschaften nachzuweisen sind. Bislang hat man mit aufwendigen Messmethoden bereits leichtere Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff sowie Natrium und Kalium nachweisen können. Nun ist es einer Forschergruppe um den DLR-Nachwuchswissenschaftler Dr. Elyar Sedaghati gelungen, zum ersten Mal mit dem Molekül Titanoxid ein schwereres Element in der Atmosphäre eines sogenannten „heißen Jupiter“ zu identifizieren und dieses Ergebnis in der Zeitschrift „Nature“ zu publizieren. Die Beobachtungen sind Teil seiner Dissertation, die Elyar Sedaghati im Juni 2017 im Zentrum für Astronomie und Astrophysik der TU Berlin bei Prof. Dr. Heike Rauer abschloss, die ebenfalls an der Studie mitwirkte.

Sein „Fingerabdruck“ verrät viel über den Planeten

Für ihre Beobachtungen benutzten die Wissenschaftler das 8,2 Meter-Teleskop „VLT“ (Very Large Telescope) der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile. „Solche Moleküle zu detektieren ist keine einfache Sache“, erklärt Elyar Sedaghati. „Wir haben zwei Jahre lang am ESO damit verbracht, Millionen von Einzelspektren in allen Wellenlängen des sichtbaren Lichts zu sammeln und mit aufwendigen Methoden auszuwerten. Drei Transits konnten wir zwischen dem 11. November 2014 und dem 29. Februar 2016 beobachten. Das Titanoxid in der Atmosphäre verriet sich schließlich als Dunst, der das Sternenlicht stark streut.“ Durch die winzigen Veränderungen in der Lichtmenge und im Lichtspektrum eines Sterns hinterlässt ein Planet einen regelrechten „Fingerabdruck“, durch den auf bestimmte Charaktereigenschaften geschlossen werden kann.

„Es ist neben dem Nachweis des Titanoxids auch das erste Mal, dass wir etwas über die Struktur der Atmosphäre eines heißen Riesenplaneten an einem anderen Stern erfahren, dass er womöglich eine Schichtung hat, gewissermaßen eine Stratosphäre“, erklärt Professor Heike Rauer (DLR und TU Berlin) die weitere wissenschaftliche Bedeutung der Entdeckung.

Wenn im Jahr 2026 das Weltraumteleskop PLATO der europäischen Weltraumorganisation ESA an den Start geht – das Baukonsortium wird ebenfalls von Professor Heike Rauer geleitet – werden Messmethoden wie von Elyar Sedaghati angewandt von immenser Bedeutung sein. Sie liefern den Schlüssel dazu, Gesteinsplaneten mit Atmosphären zu finden, die sich in der lebensfreundlichen Zone eines Sterns befinden.


Den Artikel finden Sie unter:

http://www.pressestelle.tu-berlin.de/menue/tub_medien/publikationen/medieninformationen/2017/november_2017/medieninformation_nr_2062017/

Quelle: Technische Universität Berlin (11/2017)


Publikation:
Der Artikel von Dr. Elyar Sedaghati, Prof. Dr. Heike Rauer und dem internationalen Team aus Chile, Deutschland, England, Spanien und Portugal „Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter“ ist zu finden unter:
http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23651.html

 
 
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