Februar 7, 2023

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Zwei Wissenschaftler, die einen nahen Stern umkreisen, könnten zu mehr als der Hälfte aus Wasser bestehen: ScienceAlert

Zwei Wissenschaftler, die einen nahen Stern umkreisen, könnten zu mehr als der Hälfte aus Wasser bestehen: ScienceAlert

Es scheint, dass zwei Welten einen kleinen Stern umkreisen, der 218 Lichtjahre entfernt ist und von einem Typ ist, der anders ist als alles, was wir in unserem Sonnensystem haben.

Die äußeren Planeten heißen Kepler-138c und Kepler-138d. Beide haben etwa den 1,5-fachen Erdradius, und beide scheinen feuchte Welten zu sein, die aus dicken, dampfenden Atmosphären und wahnsinnig tiefen Ozeanen bestehen, die alle um ihr felsiges, metallisches Inneres gewickelt sind.

„Früher dachten wir, dass Planeten, die etwas größer als die Erde sind, große Kugeln aus Metall und Gestein sind, wie vergrößerte Versionen der Erde, weshalb wir sie Superplaneten genannt haben.“ sagt der Astronom Björn Beneke von der Universität Montreal.

Allerdings haben wir nun gezeigt, dass diese beiden Planeten, Kepler-138c und d, sehr unterschiedlicher Natur sind: Es ist wahrscheinlich, dass ein Großteil ihres gesamten Volumens aus Wasser besteht.Es ist das erste Mal, dass wir Planeten beobachten können, die es sein können sicher als Wasserwelten bezeichnet, eine Art der Planeten, von deren Existenz Astronomen lange Zeit ausgegangen sind.

Das hat eine aktuelle Analyse eines anderen Wissenschaftlers ergeben Es könnte eine Wasserwelt sein, aber zur Bestätigung sind Folgebeobachtungen erforderlich. Laut den Forschern ist ihre Arbeit im Gange Kepler 138 Zwei ozeanische Planeten sind weniger sicher.

Die Identifizierung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems (oder Exoplaneten) erfordert in der Regel einen hohen Forschungsaufwand. Es ist so weit weg, so dunkel im Vergleich zum Licht der Sterne, die es umkreist; Live-Bilder sind sehr schwer zu bekommen und daher sehr selten und zeigen nicht viele Details.

Formation Exoplanet Es wird normalerweise aus seiner Intensität abgeleitet, die anhand von zwei Messungen berechnet wird – eine aus der Verfinsterung (oder dem Transit) des Lichts des Sterns durch den Planeten und die andere aus der Radialgeschwindigkeit oder dem „Wackeln“ des Sterns.

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Die Menge an Sternenlicht, die der Transit blockiert, sagt uns die Größe eines Exoplaneten, von der wir den Radius erhalten. Die Radialgeschwindigkeit wird durch die Gravitationskraft eines Exoplaneten stimuliert und wird als gleichmäßige, aber sehr kleine Ausdehnung und Kontraktion in der Wellenlänge des Lichts des Sterns gesehen, wenn es zurückgezogen wird. Die Amplitude dieser Bewegung kann uns die Masse eines Exoplaneten verraten.

Sobald Sie das Volumen und die Masse eines Objekts haben, können Sie seine Dichte berechnen.

Invasive Welt, wie der Jupiter Oder sogar Neptun, es wird eine relativ geringe Dichte haben. Felsige, mineralreiche Welten hätten eine höhere Dichte. at 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter, Die Erde ist der dichteste Planet in unserem Sonnensystem; Saturn ist mit 0,69 Gramm pro Kubikzentimeter weniger dicht.

Schnittdiagramm zum Vergleich von Kepler-138d mit der Erde. (Benoit Goujon, Universität Montreal)

Transitdaten zeigen, dass Kepler-138c und Kepler-138d Radien haben, die 1,51-mal so groß sind wie die der Erde, und ihre Schleppmessungen an Kepler-138 geben uns Massen, die 2,3- bzw. 2,1-mal so groß sind wie die der Erde. Diese Eigenschaften wiederum liefern uns für beide Welten eine Dichte von etwa 3,6 Gramm pro Kubikzentimeter – irgendwo zwischen felsiger und gasförmiger Zusammensetzung.

Dies ist dem Jupiter-Eismond sehr nahe Europa, das eine Dichte von 3,0 Gramm pro Kubikzentimeter hat. Es ist zufällig von einem flüssigen globalen Ozean unter einer Eiskruste bedeckt.

„Stellen Sie sich größere Versionen von Europa oder Enceladus vor, den wasserreichen Monden, die Jupiter und Saturn umkreisen, aber ihrem Stern sehr nahe kommen.“ sagt die Astrophysikerin Caroline Piolet der Universität von Montreal, die die Forschung leitete. „Anstelle einer eisigen Oberfläche werden Kepler-138c und d große Hüllen aus Wasserdampf beherbergen.“

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Nach der Modellierung des Teams wird Wasser mehr als 50 Prozent des Volumens des Exoplaneten ausmachen und sich bis in eine Tiefe von etwa 2.000 Kilometern (1.243 Meilen) erstrecken. Zum Kontext haben die Ozeane der Erde eine durchschnittliche Tiefe 3,7 Kilometer (2,3 Meilen).

Aber Kepler-138c und Kepler-138d sind ihrem Stern viel näher als die Erde. Obwohl dieser Stern ein kleiner und kühler roter Zwerg ist, würden die beiden äußeren Planeten durch eine solche Nähe viel heißer als unser eigener. Sie haben tropische Perioden von 13 und 23 Tagebeziehungsweise.

Das bedeutet, sagen Forscher, dass die Ozeane und Atmosphären auf diesen Welten wahrscheinlich nicht wie unsere aussehen werden.

„Die Temperatur in den Atmosphären von Kepler-138c und Kepler-138d liegt wahrscheinlich über dem Siedepunkt von Wasser, und wir würden auf diesen Planeten eine dicke, dichte Atmosphäre aus Dampf erwarten.“ sagt Piawlet.

„Nur unterhalb dieser Dampfatmosphäre kann es flüssiges Wasser unter hohem Druck geben oder sogar Wasser in einer anderen Phase, die unter hohem Druck auftritt, ein sogenanntes überkritisches Fluid.“

Wirklich fremd.

Forschung veröffentlicht in natürliche Astronomie.