In den letzten zehn Jahren sind wir bemerkenswert gut darin geworden, Exoplaneten oder Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu identifizieren. Tatsächlich haben wir kürzlich einen beeindruckenden Meilenstein von über 5.000 bestätigten entdeckten Exoplaneten überschritten. Die meisten dieser Entdeckungen sagen uns jedoch wenig über die Planeten, die wir identifiziert haben – normalerweise nur ihre Entfernung von ihrem Mutterstern und ihre Masse oder Größe.
Der nächste große Schritt in der Exoplanetenforschung besteht darin, mehr über diese Planeten und insbesondere über ihre Atmosphären zu erfahren. Dies ist eines der Hauptziele des James-Webb-Weltraumteleskops, wenn es diesen Sommer für die Wissenschaft bereit ist, aber in der Zwischenzeit werden Forscher kreativ, um diese Fragen zu beantworten. Kürzlich haben Astronomen mithilfe von Daten des Hubble-Weltraumteleskops 25 Exoplaneten untersucht, um mehr über ihre Atmosphären herauszufinden.
„Hubble ermöglichte die gründliche Charakterisierung von 25 Exoplaneten, und die Menge an Informationen, die wir über ihre Chemie und Entstehung gewonnen haben – dank eines Jahrzehnts intensiver Beobachtungskampagnen – ist unglaublich“, sagte der Hauptautor der Studie, Quentin Changeat, in a Erklärung.
Bei den 25 untersuchten Planeten handelte es sich um sogenannte heiße Jupiter, was bedeutet, dass sie ungefähr so groß wie Jupiter sind und sehr nahe an ihren Wirtssternen kreisen. Das Team suchte in den Atmosphären der Planeten nach Wasserstoffionen und Metalloxiden, die ihnen dabei helfen können, mehr über die Entstehung der Planeten zu erfahren und mehr über ihre atmosphärische Chemie zu erfahren. Sie durchkämmten riesige Datenmengen, darunter 600 Stunden Hubble-Beobachtungen und 400 Stunden Beobachtungen des inzwischen stillgelegten Spitzer-Weltraumteleskops, und betrachteten Finsternisse (wenn der Exoplanet hinter seinem Stern vorbeizieht) und Transite (wenn der Exoplanet vor ihm vorbeizieht). Stern).
Das bedeutete, dass sie Zusammenhänge zwischen der atmosphärischen Zusammensetzung und anderen Qualitäten kennenlernen konnten, beispielsweise ob sie eine thermische Inversion zeigten – wo eine Atmosphäre in größeren Höhen heißer wird. Auf den heißesten Exoplaneten mit Temperaturen über 2.000 Kelvin wurde thermische Inversion beobachtet. Die Forscher stellten auch fest, dass es in fast allen diesen heißen Atmosphären Wasserstoffionen, Titanoxid, Vanadiumoxid oder Eisenhydrid gab.
Eines der bemerkenswerten Dinge an dieser Forschung ist, dass sie zeigt, wie große Datenmengen verwendet werden können, um nach großräumigen Trends in Exoplaneten zu suchen. Und das ist nützlich, um vorherzusagen, wie andere Exoplaneten aussehen könnten.
Die Erforschung dieser Probleme könnte uns sogar helfen, unser eigenes Sonnensystem zu verstehen, so Changeat: „Viele Probleme wie die Ursprünge des Wassers auf der Erde, die Entstehung des Mondes und die unterschiedlichen Entwicklungsgeschichten von Erde und Mars sind trotz allem noch ungelöst unsere Fähigkeit, In-situ-Messungen zu erhalten. Große Populationsstudien von Exoplaneten, wie die hier vorgestellte, zielen darauf ab, diese allgemeinen Prozesse zu verstehen.“
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