Dank des Weltraumteleskops CHEOPS hat ein internationales Team mit Schweizer Beteiligung einen Exoplaneten in Form eines Rugbyballs entdeckt. In Frage kommen laut dieser in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Arbeit intensive Gezeitenkräfte.
Auf der Erde werden Gezeiten hauptsächlich vom Mond erzeugt. Seine Anziehungskraft bewirkt eine Ansammlung von Wasser im darunter liegenden Ozeangebiet, das dann in den umliegenden Regionen fehlt und damit die Ebbe erklärt. Diese Verformung des Ozeans verursacht zwar vielerorts beachtliche Niveauunterschiede, ist aber aus dem Weltraum kaum sichtbar.
Anders auf dem Planeten WASP-103b, wo die Gezeiten extrem sind. Im Zweifel die Nähe des Planeten zu seinem Stern. Es dauert nur einen Tag, bis sich der Planet um ihn dreht; er ist so starken Gezeitenkräften ausgesetzt, dass er sich zu einem Rugbyball verformt, teilten die Universitäten Genf (UNIGE) und Bern (UNIBE) am Dienstag in einer gemeinsamen Erklärung mit.
Danke an CHEOPS
Der Planet WASP-103b befindet sich im Sternbild Herkules. Er ist fast doppelt so groß wie Jupiter, dem größten Riesenplaneten unseres Sonnensystems, und hat das Eineinhalbfache seiner Masse. Es ist etwa 50-mal näher an seinem Stern als die Erde an der Sonne.
„Aufgrund der Nähe zu seinem Stern haben wir bereits vermutet, dass auf dem Planeten sehr hohe Gezeiten verursacht werden“, erklärt Yann Alibert, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Mitglied des Nationalen Forschungszentrums (PRN) PlanetS, zitiert in die Pressemitteilung.
Die Weltraumteleskope Hubble und Spitzer hatten den Planeten in der Vergangenheit beobachtet. Es war jedoch die hohe Präzision von CHEOPS, die es den Wissenschaftlern ermöglichte, das winzige Signal der Verformung des Planeten aufgrund der Gezeiten in mehr als 2.800 Lichtjahren Entfernung zu messen.
Sie machten sich die Tatsache zunutze, dass der Planet das Licht des Sterns jedes Mal leicht abschwächt, wenn er an ihm vorbeigeht. „Nachdem wir mehrere dieser Transite beobachtet hatten, konnten wir die Verformung messen“, ergänzt Babatunde Akinsanmi, Forscher am UNIGE und Mitautor der Studie.
Ein aufgeblähter Planet
Die Ergebnisse erlauben nicht nur Rückschlüsse auf die Gestalt des Planeten, sondern auch auf seine Zusammensetzung. Tatsächlich konnte das Team aus der Lichtkurve des WASP-103b-Transits einen Parameter namens „Love Number“ (benannt nach dem britischen Mathematiker Augustus EH Love) ableiten. Dieser Parameter gibt an, wie die Masse innerhalb des Planeten verteilt ist und gibt Hinweise auf seine innere Struktur.
„Die Beständigkeit eines Materials gegen Verformung hängt von seiner Zusammensetzung ab“, sagt Babatunde Akinsanmi. „Auf der Erde können wir nur die Gezeiten in den Ozeanen sehen. Der felsige Teil bewegt sich nicht viel. Indem wir also messen, wie verzerrt der Planet ist, können wir bestimmen, welcher Anteil aus Gestein, Gas oder Wasser besteht.
Die Liebeszahl von WASP-103b ähnelt der von Jupiter, dem Gasriesen in unserem Sonnensystem. Dies deutet darauf hin, dass die internen Strukturen von WASP-103b und Jupiter ähnlich sind, obwohl WASP-103b doppelt so groß ist.
Warten auf James Webb
„Grundsätzlich würde man erwarten, dass ein Planet mit der 1,5-fachen Masse des Jupiter ungefähr gleich groß ist. Daher muss WASP-103b aufgrund der Erwärmung seines nahen Sterns und möglicherweise anderer Mechanismen stark aufgeblasen werden “, betont Monika Lendl, Professorin am Institut für Astronomie der UNIGE und Co-Autorin der Studie.
Da die Unsicherheit bei der Messung der Love-Zahl jedoch weiterhin recht hoch ist, werden zukünftige Beobachtungen mit CHEOPS und dem am 25. Dezember gestarteten James Webb-Weltraumteleskop erforderlich sein, um die Geheimnisse von WASP-103b zu enträtseln.
„Dies würde unser Verständnis dieser faszinierenden heißen Jupiter verbessern und einen besseren Vergleich zwischen ihnen und den Riesenplaneten unseres Sonnensystems ermöglichen“, schließt Monika Lendl. CHEOPS ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Schweiz, die von UNIBE in Zusammenarbeit mit UNIGE geleitet wird.
/ ATS
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