Astronomie: Weißer Zwergstern saugt riesigen Exoplaneten auf + Neue Methode soll Atmosphären von Felsplaneten um Rote Zwerge offenbaren (04.Dezember 2019)

Astronomie: Weißer Zwergstern saugt riesigen Exoplaneten auf

Dank einer immensen Gasscheibe haben Astronomen einen ungewöhnlichen riesigen Exoplaneten gefunden, der von einem sterbenden Stern aufgesaugt wird.

Astronomie: Weißer Zwergstern saugt riesigen Exoplaneten auf

Künstlerische Darstellung des sterbenden Exoplaneten und seines Sterns

(Bild: ESO/M. Kornmesser)

Von Martin Holland

Astronomen haben einen riesigen Exoplaneten entdeckt, der vergleichsweise eng um einen sogenannten Weißen Zwergstern kreist und von diesem langsam aufgesaugt wird. Die dadurch entstehende Gasscheibe um den Stern verrät einiges über die Zusammensetzung der Atmosphäre des neptunähnlichen Exoplaneten, erklären die Forscher um Boris Gänsicke von der Universität Warwick. Ihren Fund stellen sie nun im Wissenschaftsmagazin Nature vor. Gänsicke meint, dass wohl bis vor kurzem nur sehr wenige Astronomen über das Schicksal von Planeten nachgedacht hätten, die sterbende Sterne umkreisen. Das Universum wisse aber immer, den Geist herauszufordern.

Weiße Zwerge stehen am Ende der Entwicklungsstufe der meisten Sterne im Universum. Auch unsere Sonne wird sich – wenn ihr der Treibstoff ausgegangen ist – zu einem Roten Riesen aufblähen und die inneren Planeten Merkur, Venus und auch die Erde verschlingen, erklären die Forscher. Die äußere Schicht eines solchen Riesensterns geht dann verloren, übrig bleibe der ausgebrannte Kern: ein Weißer Zwerg. Der nun entdeckte Exoplanet umkreist einen solchen Weißen Zwerg mit der Bezeichnung WDJ0914+1914. Der ist klein, mit 28.000 Grad Celsius etwa fünf Mal so heiß wie die Sonne und etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt…

Quelle und weiter: https://www.heise.de/newsticker/meldung/Astronomie-Weisser-Zwergstern-saugt-riesigen-Exoplaneten-auf-4604508.html

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Neue Methode soll Atmosphären von Felsplaneten um Rote Zwerge offenbaren

Künstlerische Darstellung eines von einer wolkigen Atmosphäre bedeckten Felsplaneten, der einen roten Zwergstern umkreist (Illu.). Copyright: L. Hustak and J. Olmsted (STScI)

Chicago (USA) – Wenn 2021 das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) startet, wird einer der am meisten erwarteten Beiträge zur Astronomie die Erforschung von Exoplaneten sein – Planeten also, die ferne Sterne umkreisen. Zu den drängendsten Fragen in der Exoplanetenforschung gehört: Kann ein kleiner, felsiger Exoplanet, der in der Nähe eines roten Zwergsterns kreist, eine – bestenfalls lebensfreundliche – Atmosphäre halten? Gleich vier Studien zeigen nun einen neuen Weg auf, diese Frage schnell zu beantworten.

In einer Reihe von gleich vier Artikeln im via ArXiv.org und im “Astrophysical Journal“ schlägt ein Team von Astronomen eine neue Methode vor, mit der das JWST ermitteln könnte, ob ein felsiger Exoplanet eine Atmosphäre besitzt oder nicht. Die Technik, bei der die Temperatur des Planeten gemessen wird, wenn er hinter seinem Stern vorbeizieht und dann wieder sichtbar wird, ist demnach deutlich schneller als herkömmliche Methoden der atmosphärischen Detektion wie etwa die Transmissionsspektroskopie.

Identifying Candidate Atmospheres on Rocky M Dwarf Planets via Eclipse Photometry, Daniel D. B. Koll et al., 2019, Astrophysical Journal., arxiv.org/abs/1907.13138
Identifying Atmospheres on Rocky Exoplanets Through Inferred High Albedo, Megan Mansfield et al., 2019, Astrophysical Journal, arxiv.org/abs/1907.13150
Analyzing Atmospheric Temperature Profiles and Spectra of M Dwarf Rocky Planets, Matej Malik et al., 2019, Astrophysical Journal, arxiv.org/abs/1907.13135
A Scaling Theory for Atmospheric Heat Redistribution on Rocky Exoplanets, Daniel D. B. Koll, 2019, Astrophysical Journal, arxiv.org/abs/1907.13145

“Wir haben festgestellt, dass das JWST sehr leicht auf das Vorhandensein oder Fehlen einer Atmosphäre um ein Dutzend bereits bekannter felsiger Exoplaneten selbst dann schließen kann, wenn die Beobachtungszeit pro Planet weniger als 10 Stunden beträgt”, erläutert  Jacob Bean von der University of Chicago, einer der Co-Autoren von drei der veröffentlichten Studien.

Astronomen interessieren sich aus mehreren Gründen besonders für Exoplaneten, die rote Zwergsterne – sogenannte Rote Zwerge – umkreisen: Bei Roten Zwergen, die kleiner und kühler als unsere Sonne sind, handelt es sich um die häufigste Art von Sternen in unserer Galaxie. Da ein Roter Zwerg klein ist, scheint ein Planet, der vor ihm vorbeizieht, einen größeren Teil des Lichts des Sterns zu blockieren, als wenn der Stern größer wäre als unsere Sonne. Dies macht es einfacher, den Planeten, der einen Roten Zwerg umkreist, mit der sogenannten “Transit”-Methode zu entdecken. Diese sucht nach kleinsten, regelmäßig sich wiederholenden Abschwächungen im Licht des Sterns, die immer dann auftreten, wenn ein Planet aus Perspektive eines irdischen Betrachters, vor der „Sonnenscheibe“ seinen Stern in einem sog. Transit vorbeizieht und dabei dessen Licht leicht abdunkelt.

Zudem produzieren Rote Zwerge auch viel weniger Wärme als unsere Sonne. Um lebensfreundliche Temperaturen aufzuweisen, muss ein dortiger Planet ganz seinen roten Zwergstern also deutlich näher umkreisen, um sich innerhalb dessen habitabler (also lebensfreundlicher) Zone zu befinden. Diese „habitable Zone“ beschreibt also jene Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund milder Oberflächentemperaturen flüssiges Wasser – und damit zumindest die Grundlage erdähnlichen Lebens – existieren könnte. Die lebensfreundliche Zone Roter Zwerge deutlich dichter an seinem Stern liegt (in unser Sonnensystem übertragen, läge Merkur inmitten einer solchen habitablen Zone), sind die Transits dortiger Planeten entsprechend häufiger und können somit auch öfter beobachtet werden.

Zugleich sind jedoch Planeten, die ihren Stern derart nahe umkreisen auch harten Bedingungen ausgesetzt: Junge Rote Zwerge sind sehr aktiv und jagen starke Sonnenwinde und Plasmaausbrüche (Flares) ins All. All diese Effekte können möglicherweise die Atmosphäre eines nahen Planeten schädigen oder gar gänzlich zerstören, fortreißen und nur noch einen ungeschützten nackten Felsbrocken hinterlassen. “Ein solcher Atmosphärenverlust ist die größte existenzielle Bedrohung für die Lebensfreundlichkeit von Planeten”, kommentiert Bean….

Quelle und weiter: https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/neue-methode-soll-atmosphaeren-von-felsplaneten-um-rote-zwerge-offenbaren20191204/

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