Das Geheimnis des flauschigen Planeten im Sternbild Jungfrau

(NLDO) – Der Planet WASP-107b verwirrte Wissenschaftler einst, weil er in einem Zustand wie ein Stück Zuckerwatte existierte.

WASP-107b ist der Name eines der Planeten im Sternensystem WASP-107, das 212 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Jungfrau liegt.

Wissenschaftler haben ihm viele seltsame Namen gegeben, beispielsweise „Zuckerwatteplanet“ oder „Puffy Planet“.

Zuckerwatte-Planet WASP-107b – Bild mit freundlicher Genehmigung von LUCA SCHOOL OF ART/NASA/ESA

Der Grund für die seltsamen Spitznamen von WASP-107b liegt darin, dass es aussieht, als wäre es aus Baumwolle.

Studien zufolge der Exoplaneten-Datenbank der NASA hat diese seltsame Welt eine Dichte von nur etwa 0,19 – 0,202 g/cm3, während die Dichte der Erde 5,51 g/cm3 beträgt.

Der Radius von WASP-107b ist nur geringfügig kleiner als der des Jupiters – 0,94-mal so groß wie der des Jupiters. Allerdings ist er nur etwa 30-mal schwerer als die Erde. Obwohl Jupiter ein Gasplanet mit einer geringeren Dichte als ein Gesteinsplanet ist, hat er immer noch die 318-fache Masse der Erde.

Bisherige Modelle zur Planetenentstehung konnten nicht erklären, wie ein so großer und dennoch extrem leichter Planet entstehen konnte.

Ein Forscherteam um den Physiker David K. Sing von der Johns Hopkins University (USA) hat dieses Rätsel in einer im Fachmagazin „Nature“ veröffentlichten Studie gelöst.

Aufgrund seines angenommenen Radius, seiner Masse, seines Alters und seiner Innentemperatur gehen sie davon aus, dass WASP-107b einen sehr kleinen Gesteinskern besitzt, der von einer großen Masse aus Wasserstoff und Helium umgeben ist.

Es ist jedoch rätselhaft, wie ein so kleiner Kern so viel Gas ansaugen kann. Wäre der Kern groß gewesen, hätte sich die Atmosphäre des Planeten beim Abkühlen zusammenziehen müssen.

Durch die Kombination von Beobachtungen der James Webb Near Infrared Camera (NIRCam) und Mid-Infrared Imager (MIRI) sowie der Wide Field Camera 3 (WFC3) des Hubble, den beiden derzeit leistungsstärksten Weltraumteleskopen, maßen sie die Häufigkeit zahlreicher Moleküle in der Atmosphäre von WASP-107b.

Zu diesen Molekülen gehören Wasserdampf, Methan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid und Ammoniak.

Sowohl die Hubble- als auch die James-Webb-Spektren zeigen einen überraschenden Mangel an Methan in der Atmosphäre von WASP-107b: ein Tausendstel der Menge, die man aufgrund seiner Temperatur von 500 Grad Celsius erwarten würde.

Dafür gibt es nur eine Erklärung: Obwohl dieser Zuckerwatteplanet im Vergleich zu anderen bekannten „heißen Jupitern“ eine sehr „kühle“ Oberflächentemperatur aufweist, besitzt er einen sehr heißen Kern, weil Methan bei hohen Temperaturen instabil ist.

Diese innere Erwärmung kann auf die Gezeitenerwärmung zurückzuführen sein, die durch die elliptische Umlaufbahn des Planeten verursacht wird. Die Gravitationskraft ändert sich, wenn sich der Planet vom Mutterstern weg und näher zu ihm bewegt, was zu einer Dehnung des Planeten führt.

Nachdem die Forscher festgestellt hatten, dass im Inneren des Planeten genügend Hitze vorhanden ist, um seine Atmosphäre vollständig aufzuwirbeln, erkannten sie, dass die Spektroskopie auch eine neue Möglichkeit bieten könnte, die Größe des Kerns abzuschätzen.

Die Ergebnisse zeigten, dass der Kern des Planeten doppelt so groß ist wie ursprünglich angenommen. Der größere und stets heiße Kern ist der Grund dafür, dass der Planet eine sehr dicke Gashülle besitzt und seinen Zuckerwattezustand über die Zeit beibehält.

Mit anderen Worten, es handelt sich um eine heißere Version des Neptun als des Jupiter.

Quelle: https://nld.com.vn/bi-an-hanh-tinh-sung-hup-giua-chom-sao-xu-nu-196240521081817059.htm