Auf dem höllischen Exoplaneten WASP-76b könnte ein regenbogenähnliches Phänomen leuchten

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Astronomen haben zum ersten Mal ein regenbogenähnliches Phänomen entdeckt, das ihrer Meinung nach auf einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems auftritt und neue Erkenntnisse über fremde Welten liefern könnte.

Beobachtungen des Cheops-Weltraumteleskops oder Exoplaneten-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation zeigten einen „glorreichen Einschlag“ auf WASP-76b, einen extrem heißen Exoplaneten, der 637 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.

Der auf der Erde am häufigsten beobachtete Effekt besteht aus Konzentrische farbige Lichtringe, die entstehen, wenn Licht von Wolken aus gleichmäßigem Material reflektiert wird.

Jenseits der Erde war der Glory Impact nur auf der Venus beobachtet worden, bis Khufu und andere Missionen ein unglaublich schwaches Signal aufspürten, das darauf hindeutete, dass er in der überhitzten Atmosphäre des Planeten WASP-76b stattfand. Basierend auf dem von Khufu entdeckten Signal glauben Astronomen, dass das atmosphärische Phänomen direkt auf die Erde gerichtet ist.

Einzelheiten der Beobachtung berichteten die Forscher am 5. April in der Zeitschrift Astronomie und Astrophysik.

„Es gibt einen Grund, warum Ruhm außerhalb unseres Sonnensystems noch nie gesehen wurde, und zwar, dass dafür sehr seltsame Bedingungen erforderlich sind“, sagte der leitende Studienautor Olivier Demanjon, ein Astronom am Institut für Astrophysik und Weltraumwissenschaften in Portugal, in einer Erklärung . „Erstens brauchen wir atmosphärische Moleküle, die vollkommen kugelförmig, vollkommen einheitlich und stabil genug sind, um sie über einen langen Zeitraum hinweg beobachten zu können. Der Stern in der Nähe des Planeten muss direkt auf ihn scheinen, wobei der Beobachter – hier Khufu – genau nach rechts blickt Richtung.“

WASP-76b hat seit seiner Entdeckung im Jahr 2013 das Interesse von Astronomen geweckt.

Der Exoplanet kreist eng um seinen Mutterstern und weist eine hohe Temperatur und Strahlung auf Dieser sonnenähnliche Stern – mehr als das 4.000-fache der Strahlungsmenge, die die Erde von unserer Sonne empfängt – hat dazu geführt, dass WASP-76b anschwillt und ihn doppelt so groß wie Jupiter, den größten Planeten unseres Sonnensystems, macht.

Der Planet ist durch Gezeiten an seinen Stern gebunden, was bedeutet, dass eine Seite, die sogenannte Tagseite, immer dem Stern zugewandt ist, während die andere Seite des Planeten immer in der Nacht liegt.

Die Tagesseite von WASP-76B erreicht sengende Temperaturen von 4.352 °F (2.400 °C). Elemente, die normalerweise auf der Erde Gesteine ​​bilden, schmelzen und verdampfen auf der Tagseite, bevor sie kondensieren und Wolken bilden, die auf der Nachtseite Regen aus geschmolzenem Eisen freisetzen.

Astronomen beschlossen, eine ganze Reihe von Observatorien, darunter Cheops, das Hubble-Weltraumteleskop, das inzwischen ausgemusterte Spitzer-Weltraumteleskop und die Planetenjagdmission TESS der NASA, zu fokussieren, um etwas zu untersuchen, das wie ein Lichtungleichgewicht aussieht. Es geschah, als WASP-76b vor seinem Mutterstern kreiste.

Daten von Cheops und TESS, dem Transiting Exoplanet Survey Satellite, deuteten darauf hin, dass diese Anomalie auf etwas Interessantes zurückzuführen sein könnte, das in der Atmosphäre über der Tagseite passiert.

Khufu erfasste Daten von WASP-76b, als der Planet vor seinem Stern vorbeizog, und machte über einen Zeitraum von drei Jahren 23 Beobachtungen.

Als Astronomen die Daten betrachteten, bemerkten sie eine ungewöhnliche Zunahme des Lichts, das vom östlichen „Terminator“ des Planeten oder dem Grenzlicht zwischen der Tag- und der Nachtseite kam. Gleichzeitig wurde weniger Licht vom Western Terminator abgegeben.

„Dies ist das erste Mal, dass eine so starke Änderung der Helligkeit eines Exoplaneten oder seiner Phasenkurve festgestellt wurde“, sagte Demangione. „Diese Entdeckung lässt uns vermuten, dass dieses unerwartete Leuchten durch eine starke, lokalisierte, anisotrope (richtungsabhängige) Reflexion – den Glory-Effekt – verursacht werden könnte.“

Demangione sagte, er sei sehr glücklich, an der ersten Entdeckung dieser Art von Licht teilzunehmen, das von einem Exoplaneten stammt.

„Es war ein besonderes Gefühl, eine besondere Befriedigung, die man nicht alle Tage hat“, sagte er.

Ruhm und Regenbogen sind nicht dasselbe. Ein Regenbogen entsteht, wenn Licht sich krümmt, wenn es nacheinander durch zwei Medien unterschiedlicher Dichte geht, beispielsweise Luft bis Wasser. Wenn Licht gebogen wird, zerfällt es in verschiedene Farben und bildet einen bogenförmigen Regenbogen.

Der Glory-Effekt tritt jedoch auf, wenn Licht durch eine schmale Öffnung strömt und sich krümmt, wodurch gemusterte Farbringe entstehen.

Wenn Astronomen den Glory-Effekt bei WASP-76b wirklich sehen, bedeutet das, dass der Planet anhaltende Wolken aus perfekt kugelförmigen Tröpfchen hat oder Wolken, die sich ständig erneuern. In jedem Fall deutet das Vorhandensein solcher Wolken darauf hin, dass die Temperatur der Atmosphäre des Planeten stabil ist.

Die genaue Natur dessen, was sich in den Wolken von WASP-76b befindet, bleibt ein Rätsel, aber es könnte sich um Eisen handeln, da das Element bereits zuvor in Wolken auf dem Planeten nachgewiesen wurde.

„Was man im Auge behalten muss, ist das erstaunliche Ausmaß dessen, was wir erleben“, sagte Matthew Standing, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter der Europäischen Weltraumorganisation, der Exoplaneten untersucht, in einer Erklärung. Permanent nahm nicht an der Studie teil.

„WASP-76b ist mehrere hundert Lichtjahre entfernt und ein Gasriesenplanet, der so heiß ist, dass es wahrscheinlich geschmolzenes Eisen regnen würde“, sagte Standing. „Trotz des Chaos scheinen (Forscher) potenzielle Anzeichen von Ruhm entdeckt zu haben. Es ist ein unglaublich schwaches Zeichen.

Wenn Astronomen das schwache Signal eines Phänomens wie Glory aus Hunderten von Lichtjahren Entfernung beobachten können, könnte es den Forschern zufolge in Zukunft auch möglich sein, das Vorhandensein von Sonnenlicht zu erkennen, das von außerirdischen Gewässern reflektiert wird.

„Zusätzliche Beweise sind erforderlich, um definitiv sagen zu können, dass dieses interessante ‚Extralicht‘ ein seltener Glanz ist“, sagte Teresa Loftinger, Projektwissenschaftlerin für die Ariel-Mission der ESA, in einer Erklärung. Sie nahm nicht an der Studie teil.

Ariel, oder die Large Infrarot Atmospheric Remote Sensing Exoplanet Survey, wird voraussichtlich im Jahr 2029 starten, um die Atmosphären einer Vielzahl von Exoplaneten zu untersuchen.

Loftinger sagte, sie glaube, dass das James-Webb-Weltraumteleskop oder Ariel dabei helfen könnten, die Existenz des Glory-Effekts auf WASP-76b zu beweisen.

„Wir könnten noch mehr erstaunliche Farben finden, die von anderen Exoplaneten leuchten“, sagte sie.