Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Kalifornien haben ein einfaches neues Rezept zum Backen ofenfrischer fremder Atmosphären entwickelt - und Sie können es dank einer praktischen Studie, die am 29. Januar im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, zu Hause mitverfolgen.
Alles, was Sie brauchen, ist ein Becher mit Wasserstoffgas, eine Prise Kohlenmonoxid und ein Ofen, der auf 1.200 Grad Celsius eingestellt ist. Die Mischung großzügig mit ultravioletter Strahlung bestreichen und dann 200 Stunden backen. Viola! Sie haben jetzt Ihre eigene Exoplanetenatmosphäre, die zur Analyse bereit ist. (Bitte essen Sie nicht die fremde Atmosphäre.)
Warum hat die NASA Betty Crocker in den Weltraum geschickt? Die Agentur versuchte, ein Rätsel um eine Klasse von Exoplaneten zu lösen, die als heiße Jupiter bekannt sind - Gasriesen, die so nah an ihren Wirtssonnen sitzen, dass sie in weniger als 10 Erdentagen durch eine vollständige Umlaufbahn rasen.
Wie Sie wahrscheinlich aus dem Namen ersehen können, brennen heiße Jupiter - oft erreichen sie Temperaturen von 530 bis 2.800 ° C (1.000 bis 5.000 F), teilte das JPL-Team in einer Erklärung mit. Sie werden auch von ultravioletter (UV) Strahlung ihrer nahen Sonne bombardiert.
Diese extreme Lebensform macht heiße Jupiter heller als viele Exoplaneten und leichter in der Tiefe zu studieren. Eine Handvoll der Tausenden bekannten Exoplaneten passen in diese Kategorie und im Gegensatz zu den meisten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems können Astronomen einen heißen Jupiter oft erkennen, indem sie ihre Atmosphären in verschiedenen Wellenlängen des Lichts abbilden. Diese Atmosphären sind selbst in großen Höhen und in Niederdruckregionen, in denen sich wahrscheinlich keine Wolken bilden könnten, sehr trüb.
Das JPL-Team der NASA wollte wissen, warum. Also versuchten die Teammitglieder, mit einem sehr, sehr starken Ofen ihre eigene heiße Jupiter-Atmosphäre im Labor zu erzeugen.
Frühere Arbeiten, wie diese Studie aus dem Jahr 2016 in der Zeitschrift Space Science Reviews, haben gezeigt, dass heiße Jupiter-Atmosphären wahrscheinlich viel Wasserstoffgas (das am häufigsten vorkommende Molekül im Universum) und etwas Kohlenmonoxid (CO) enthalten. Daher stellte das Team eine wasserstoffreiche Mischung mit einer Prise 0,3 Prozent CO her und erhitzte sie auf verschiedene Temperaturen, die einen Höchstwert von 1.230 ° F (1.230 ° C) erreichten.
Durch einfaches Erhitzen dieser gefälschten Atmosphäre konnte nicht der gewünschte Dunst erzeugt werden. Das Baden der Mischung in UV-Strahlung tat es jedoch. Nach mehr als einer Woche Strahlenexposition im Ofen entwickelte die Ersatzatmosphäre schließlich eine Hülle aus Aerosolen - feste Partikel, die in Gas schwebten, wie Nebel, der über einer Skyline der Stadt hängt. Und das erzeugte den Dunst, den sie suchten.
"Dieses Ergebnis verändert die Art und Weise, wie wir diese dunstig heißen Jupiter-Atmosphären interpretieren", sagte der leitende Studienautor und JPL-Forscher Benjamin Fleury in der Erklärung. "In Zukunft wollen wir die Eigenschaften dieser Aerosole untersuchen ... wie sie sich bilden, wie sie Licht absorbieren und wie sie auf Veränderungen in der Umwelt reagieren."
Diese Studie liefert den ersten Beweis dafür, dass Strahlung eine Schlüsselrolle bei der Herstellung der Dunstschale um heiße Jupiter spielt. Die strahlungsgetriebenen Reaktionen im JPL-Ofen erzeugten auch Spuren von Wasser und Kohlendioxid, was den Astronomen ein paar weitere Hinweise gibt, nach denen sie suchen müssen, wenn sie das Universum nach diesen kräftigen Exoplaneten absuchen.
