Künstlerische Darstellung von WASP-103b. (DAS) Jenseits des Sonnensystems, dort draußen in der weiteren Galaxie, existiert eine sehr seltsame Untergruppe von Exoplaneten. Diese sogenannten heißen Jupiter sind größtenteils anhänglich – sie schmiegen sich so nah an ihre Wirtssterne, dass sie nicht nur extrem heiß sind, sondern wahrscheinlich auch durch Gravitationskräfte verformt werden.
Jetzt haben Astronomen erstmals tatsächlich die verzerrte Form eines dieser heißen Jupiter entdeckt. Im Gegensatz zu gewöhnlichen, kugelförmigen Planeten, an die wir alle gewöhnt sind, ist dieser hier aus der Form gezogen, so wie es aussieht eher wie ein Rugbyball .
Diese Leistung des CHEOPS-Weltraumteleskops könnte uns helfen zu verstehen, wie diese Exoplaneten in solch extremen Umlaufbahnen entstehen.
„Es ist unglaublich, dass CHEOPS tatsächlich in der Lage war, diese winzige Verformung aufzudecken“, sagt der Astronom Jacques Laskar des Pariser Observatoriums, Université Paris Sciences et Lettres in Frankreich.
„Dies ist das erste Mal, dass eine solche Analyse durchgeführt wurde, und wir können hoffen, dass die Beobachtung über einen längeren Zeitraum diese Beobachtung stärkt und zu besseren Erkenntnissen über die innere Struktur des Planeten führt.“
(DAS)
Der Exoplanet heißt WASP-103b und umkreist einen etwa 1.800 Lichtjahre entfernten Stern namens WASP-103. Es ist so ziemlich lehrbuchmäßig heiß Jupiter . Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei diesen Exoplaneten um Gasriesen wie Jupiter; Im Gegensatz zu Jupiter kreisen sie jedoch sehr nahe um ihre Muttersterne, mit Umlaufzeiten von weniger als 10 Tagen. Das macht sie heiß.
Nach aktuellen Modellen der Planetenentstehung technisch gesehen heiße Jupiter sollte nicht existieren . Ein Gasriese kann nicht so nah an seinem Stern entstehen, da die Schwerkraft, die Strahlung und die starken Sternwinde verhindern sollten, dass das Gas zusammenklumpt.
Es gibt sie jedoch; des Bisher wurden fast 5.000 bestätigte Exoplaneten entdeckt , über 300 könnten heiße Jupiter sein. Es wird angenommen, dass sie sich weiter draußen in ihren Planetensystemen bilden und dann nach innen in Richtung des Sterns wandern. Wie auch immer sie sich bilden, sie können uns viel über die Gravitations- oder Gezeitenwechselwirkungen zwischen einem Planeten und einem Stern verraten, weshalb es sehr interessant ist, sie zu untersuchen.
WASP-103b wurde erstmals im Jahr 2015 entdeckt und erfüllt alle Anforderungen hervorragend. Er hat etwa die 1,5-fache Masse und die doppelte Größe von Jupiter und umkreist seinen Stern so eng, dass er ungefähr einmal am Tag umkreist. Das bedeutet, dass er unglaublich heiß ist, etwa 20-mal heißer als Jupiter.
Obwohl es relativ groß ist, können wir WASP-103b nicht direkt messen. Das Licht seines Heimatsterns überstrahlt ihn bei weitem. Wir können jedoch seine Transite messen. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Exoplanet zwischen uns und dem Stern und verursacht geringfügige Veränderungen im Sternenlicht. ein schwacher Abfall, wenn der Exoplanet vor dem Stern vorbeizieht, und ein viel schwächerer, wenn er hinter ihm vorbeizieht, eine sogenannte Lichtkurve.
Eine Phasenlichtkurve eines Exoplaneten. ( DAS )
CHEOPS der Europäischen Weltraumorganisation ist darauf ausgelegt, diese Lichtkurven mit hoher Präzision zu erfassen. Es erhielt mehrere Transite für WASP-103; Mithilfe dieser Daten konnten Astronomen berechnen, wie die Masse des Exoplaneten im Inneren verteilt ist, und eine Reihe von Parametern erhalten, die als bekannt sind Liebeszahlen .
Dies wiederum gibt Hinweise auf die Zusammensetzung des Exoplaneten. Denn wie widerstandsfähig ein Material gegen Verformung ist, hängt davon ab, woraus es besteht, erläutern die Forscher.
Beispielsweise verändern sich die Ozeane der Erde als Reaktion auf die Gezeitenkräfte der Mond , aber die Kontinente nicht, zumindest nicht annähernd so sehr. Die Verformung eines Planeten kann also zeigen, woraus er besteht – ob es sich dabei um einen Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas handelt.
Ihrer Analyse zufolge hat WASP-103b nicht nur ungefähr die Größe eines Jupiter, sondern weist auch eine ähnliche Zusammensetzung und Struktur auf. Vielleicht ist es jedoch etwas dürftiger. Obwohl seine Masse das 1,5-fache der Jupitermasse beträgt, ist er etwa doppelt so groß. Dies deutet darauf hin, dass der Exoplanet wahrscheinlich durch die Hitze des Sterns aufgeblasen wird.
„Wenn wir die Details seiner inneren Struktur durch zukünftige Beobachtungen bestätigen können, könnten wir vielleicht besser verstehen, warum es so aufgeblasen ist.“ „Die Kenntnis der Größe des Kerns dieses Exoplaneten wird auch wichtig sein, um besser zu verstehen, wie er entstanden ist“, erklärt Susana Barros des Instituts für Astrophysik und Weltraumwissenschaften und der Universität Porto in Portugal.
Weitere Beobachtungen werden den Astronomen helfen, dies herauszufinden und vielleicht nebenbei ein weiteres Rätsel zu lösen. Die Umlaufzeiten der meisten heißen Jupiter werden kürzer, je näher sie ihren Sternen kommen. Den CHEOPS-Beobachtungen zufolge scheint die Umlaufzeit von WASP-103b länger zu werden.
Es ist unmöglich zu sagen, was die Ursache dafür sein könnte. Möglicherweise stört ein anderer Körper die Umlaufbahn, oder die Umlaufbahn ist exzentrisch, was zu Unregelmäßigkeiten führt.
Es ist auch möglich, dass die Messungen leicht abweichen oder nicht richtig verstanden wurden und dass die Umlaufbahn tatsächlich abnimmt. Eine weitere Untersuchung des Sterns und seines seltsamen Exoplaneten könnte helfen, dieses Rätsel zu lösen.
„Zukünftige Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop können dazu beitragen, die Love-Zahl von WASP-103b besser einzugrenzen und einen beispiellosen Blick auf das Innere dieses heißen Jupiters zu gewinnen.“ schreiben die Forscher .
„Das könnte uns helfen, diese extremen Systeme besser zu verstehen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Astronomie und Astrophysik .