Mithilfe des CARMENES-Spektrografen haben Astronomen Hinweise auf Wasserdampf in der Atmosphäre eines heißen Saturn-Exoplaneten mit der Bezeichnung HD 149026 b gefunden, der auch Smertrios genannt wird. Der Befund, der in einem Forschungsbericht veröffentlicht wurde, veröffentlicht auf dem Preprint-Server arXivkönnte der Schlüssel zu einem besseren Verständnis der Struktur und Entstehung dieser fremden Welt sein.
Smertrios ist ein metallreicher heißer Saturn, der HD 149026 umkreist – einen gelben Unterriesenstern des Spektraltyps G0 IV, in einer Entfernung von etwa 248,5 Lichtjahren. Der Planet hat einen Radius von etwa 0,81 Jupiterradien und ist etwa dreimal weniger massereich als Jupiter. Frühere Beobachtungen haben ergeben, dass Smertrios seinen Wirt alle 2,876 Tage umkreist, etwa 0,043 AE von ihm entfernt. Die Gleichgewichtstemperatur des Planeten wird auf 1.693 K geschätzt.
Das Astronomenteam unter der Leitung von Sayyed A. Rafi von der Universität Tokio in Japan nutzte CARMENES am Calar-Alto-Observatorium, um hochauflösende Kreuzkorrelationsspektroskopie von Smertrios durchzuführen. Ihr Hauptziel war es, mehr Einblicke in die Zusammensetzung der Atmosphäre dieses Exoplaneten zu erhalten.
„Die Transmissionsspektroskopie stellt einen der erfolgreichsten Ansätze zur Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten dar. Wir haben das hochauflösende Nahinfrarot-Transmissionsspektrum eines heißen Saturns, HD 149026 b, analysiert, das mit dem CARMENES-Spektrographen aufgenommen wurde“, schrieben die Forscher in dem Artikel.
Durch die Analyse der CARMENES-Daten fand Rafis Team Hinweise auf ein Wassersignal in unmittelbarer Nähe des erwarteten Standorts von Smertrios. Das stärkste Signal hatte ein Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) von 4,8. Die Astronomen stellten fest, dass das erkannte Signal im Moment nur als Beweis für die Existenz von Wasserdampf angesehen werden könne, nicht als bestätigte Entdeckung.
Der Studie zufolge deuten die Hinweise auf Wasserdampf in der Atmosphäre von Smertrios darauf hin, dass das Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis des Planeten kleiner als eins sein muss, wenn die Atmosphäre homogen und im chemischen Gleichgewicht ist, da die Häufigkeit von Blausäure voraussichtlich sehr gering ist.
Obwohl die Forscher in der Atmosphäre von Smertrios nach Blausäure suchten, fanden sie keine Hinweise auf diese Verbindung. Die Astronomen vermuten, dass dies an dem relativ niedrigen S/N-Datensatz liegen könnte. Daher kann die Möglichkeit von Blausäure in der Atmosphäre dieses Planeten nicht definitiv ausgeschlossen werden.
Im Rahmen der Studie wurden auch die Umlauf- und Ruhegeschwindigkeiten von Smertrios gemessen, die sich bei etwa 158,17 bzw. 2,57 km/s belaufen. Allerdings wurde festgestellt, dass die Umlaufgeschwindigkeit zwar dem erwarteten Wert entspricht, die Ruhegeschwindigkeit jedoch stark rotverschoben ist. Die Autoren der Studie kamen zu dem Schluss, dass dies durch mehrere Szenarien erklärt werden könnte, wie etwa anomale atmosphärische Dynamik oder eine Umlaufbahn mit einer von Null verschiedenen Exzentrizität.
Mehr Informationen:
Sayyed A. Rafi et al, Nachweis von Wasserdampf in der Atmosphäre eines metallreichen heißen Saturns mittels hochauflösender Transmissionsspektroskopie, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.01266
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