Januar 27, 2023

Kreuznacher Rundschau

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Das James-Webb-Weltraumteleskop findet den ersten Exoplaneten

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Das James-Webb-Weltraumteleskop könnte seiner Liste eine weitere kosmische Errungenschaft hinzufügen: Mit dem Weltraumobservatorium wurde erstmals die Existenz eines Exoplaneten bestätigt.

Der Himmelskörper ist als LHS 475 b bekannt und befindet sich außerhalb unseres Sonnensystems und hat ungefähr die gleiche Größe wie die Erde. Die felsige Welt liegt 41 Lichtjahre entfernt im Sternbild Octane.

Frühere Daten, die von der NASA über den Exoplanet Survey Satellite oder TESS gesammelt wurden, deuteten darauf hin, dass der Planet existieren könnte.

Ein Team von Forschern unter der Leitung von Mitarbeitern Der Astronom Kevin Stephenson und der Postdoktorand Jacob Lustig-Yeger vom Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland, beobachteten das Ziel mit Webb. Sie beobachteten Einbrüche im Sternenlicht, wenn der Planet vor seinem Wirtsstern vorbeizog, sogenannte Transite, und beobachteten, wie zwei Transite stattfanden.

„Es besteht kein Zweifel, dass der Planet existiert. Webbs Originaldaten bestätigen dies“, sagte Lustig-Yaeger. in der aktuellen Situation.

Die Entdeckung des Planeten wurde am Mittwoch beim 241. Treffen der American Astronomical Society in Seattle bekannt gegeben.

„Die Tatsache, dass es sich um einen kleinen, felsigen Planeten handelt, ist für das Observatorium beeindruckend“, sagte Stephenson.

Webb ist das einzige Teleskop mit der Fähigkeit, die Atmosphäre von erdgroßen Exoplaneten zu beschreiben. Das Forschungsteam verwendete Webb, um den Planeten über mehrere Lichtwellenlängen hinweg zu analysieren, um festzustellen, ob er eine Atmosphäre hat. Im Moment konnte das Team keine endgültigen Schlussfolgerungen ziehen, aber die Empfindlichkeit des Teleskops erfasste eine Handvoll vorhandener Moleküle.

„Es gibt einige terrestrische Atmosphären, die wir ausschließen können“, sagt Lustig-Yäger. „Es konnte keine dichte, von Methan dominierte Atmosphäre haben, ähnlich der des Saturnmondes Titan.“

Astronomen werden im Sommer eine weitere Gelegenheit haben, den Planeten erneut zu beobachten und eine Folgeanalyse des möglichen Vorhandenseins seiner Atmosphäre durchzuführen.

Webbs Entdeckungen zeigten auch, dass der Planet einige hundert Grad wärmer ist als unser eigener. Wenn Forscher Wolken auf LHS 475 b entdecken, könnte sich herausstellen, dass sie der Venus ähneln – dem heißesten Zwilling der Erde mit einer Kohlendioxidatmosphäre.

Diese Grafik zeigt die Änderung der relativen Helligkeit des Sterns und des Wirtsplaneten über einen Zeitraum von drei Stunden.

„Wir sind führend bei der Erforschung kleiner, felsiger Exoplaneten“, sagte Lustig-Yaeger. „Wir haben gerade erst begonnen, an der Oberfläche dessen zu kratzen, wie die Atmosphäre aussehen könnte.“

Alle zwei Erdentage absolviert der Planet eine Umlaufbahn um seinen roten Zwergstern. Da der Stern weniger als die Hälfte der Temperatur unserer Sonne hat, ist es möglich, dass der Planet trotz seiner Nähe zum Stern eine Atmosphäre aufrechterhält.

Die Forscher glauben, dass ihre Entdeckung die erste von vielen in Webbs Zukunft sein wird.

„Diese ersten Beobachtungsergebnisse von einem erdgroßen Gesteinsplaneten öffnen die Tür zu vielen zukünftigen Möglichkeiten, die Atmosphären von Gesteinsplaneten mit Webb zu untersuchen“, sagte Mark Clampin, Direktor der Astrophysik-Abteilung im NASA-Hauptquartier, in einer Erklärung. „Webb bringt uns einem neuen Verständnis von erdähnlichen Welten außerhalb des Sonnensystems immer näher, und die Mission steckt noch in den Kinderschuhen.“

Bei dem Treffen am Mittwoch wurden weitere Beobachtungen von Webb geteilt, darunter nie zuvor gesehene Ansichten einer staubigen Scheibe, die einen nahen roten Zwergstern umkreist.

Die Bilder des Teleskops markieren das erste Mal, dass eine solche Scheibe in Infrarotlichtwellenlängen aufgenommen wurde, die für das menschliche Auge unsichtbar sind.

Diese beiden Bilder zeigen die staubige Trümmerscheibe um AU Mic, einen roten Zwergstern, der sich 32 Lichtjahre entfernt im Sternbild Mikroskop befindet.

Die staubgefüllte Scheibe um den Stern, AU Mic genannt, repräsentiert die Überreste der Planetenentstehung. Als kleine feste Objekte, sogenannte Planetesimale – ein Planet im Entstehungsprozess – miteinander kollidierten, hinterließen sie einen großen Staubring um den Stern und bildeten eine Trümmerscheibe.

„Die Trümmerscheibe wird ständig durch Kollisionen junger Planeten regeneriert. Indem wir sie untersuchen, erhalten wir einen einzigartigen Einblick in die jüngste dynamische Geschichte dieses Systems“, sagte der Hauptautor der Studie, Glenn Lawson, Postdoktorand am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, und ein Mitglied des Forschungsteams, das AU Mic untersuchte. .

Die Fähigkeiten von Webb ermöglichten es den Astronomen, die Region in der Nähe des Sterns zu sehen. Ihre Beobachtungen und Daten könnten Erkenntnisse liefern, die bei der Suche nach Riesenplaneten helfen, die in Planetensystemen breite Bahnen bilden, anders als Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem.

AU Mic befindet sich 32 Lichtjahre entfernt im Sternbild Mikroskop. Der Stern ist etwa 23 Millionen Jahre alt, also hat die Bildung von Planeten um den Stern bereits aufgehört – denn dieser Prozess dauert laut den Forschern normalerweise weniger als 10 Millionen Jahre. Andere Teleskope haben zwei Planeten entdeckt, die den Stern umkreisen.

sagte Co-Autor der Studie Josh Schleider, Hauptforscher für das Observation Program am Goddard Space Flight Center der NASA.

Das Webb-Teleskop wurde auch verwendet, um in das Innere von NGC 346 zu blicken, einer Sternentstehungsregion, die sich in einer nahe gelegenen Zwerggalaxie namens Kleine Magellansche Wolke befindet.

Eine Sternentstehungsregion namens NGC 346 befindet sich in einer nahe gelegenen Zwerggalaxie namens Kleine Magellansche Wolke.

Ungefähr 2 Milliarden Dollar Bis 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall, der das Universum erschuf, füllten sich die Galaxien mit einem Feuerwerk, um Sterne zu bilden. Dieser Höhepunkt der Sternentstehung wird als „kosmischer Mittag“ bezeichnet.

„Eine kosmische Mittagsgalaxie wird nicht einen NGC 346 haben, wie es in der Kleinen Magellanschen Wolke der Fall ist; sie wird Tausende haben“, sagte Margaret Mixner, Astronomin bei der Universities Space Research Association und Hauptforscherin des Forschungsteams. in der aktuellen Situation.

„Auch wenn NGC 346 jetzt der einzige massereiche Sternhaufen in seiner Galaxie ist, bietet er uns eine großartige Gelegenheit, die Bedingungen zu erforschen, die am kosmischen Mittag herrschten.“

Die Beobachtung, wie Sterne in dieser Galaxie entstehen, ermöglicht es Astronomen, die Entstehung von Sternen in unserer Milchstraße zu vergleichen.

Auf Webbs neuem Bild kann man beobachten, wie sich Sterne bilden, die bandartiges Gas und Staub aus einer umgebenden Molekülwolke ziehen. Dieses Material fördert die Bildung von Sternen und schließlich von Planeten.

„Wir sehen die Bausteine, nicht nur von Sternen, sondern auch von potenziellen Planeten“, sagte Co-Ermittler Guido De Marchi, Fakultätsmitglied für Weltraumwissenschaften bei der Europäischen Weltraumorganisation, in einer Erklärung. „Da die Kleine Magellansche Wolke während der kosmischen Mittagszeit eine Umgebung ähnlich der von Galaxien hat, ist es möglich, dass Gesteinsplaneten viel früher in der Geschichte des Universums entstanden sind, als wir dachten.“

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