Mini-Satellit CUTE liefert neue Infos über Exoplanet WASP-189b
Mehr als 300 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt befindet sich der Exoplanet WASP-189b. Nun liefert der NASA-Minisatellit CUTE neue Details über den ultraheißen Gasriesen. Die jüngsten Erkenntnisse zu diesem extremen Planeten hat das Forscherteam, dem auch das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften angehört, in der Fachzeitschrift "The Astrophysical Journal Letters" veröffentlicht.
Der nur etwa schuhschachtelgroße Minisatellit CUTE (Colorado Ultraviolet Transit Experiment) wurde vor etwas mehr als zwei Jahren ins All gebracht und wirft einen Blick auf ferne Welten außerhalb unseres Sonnensystems. Im speziellen geht es um Exoplaneten, die als "heiße Jupiter" bezeichnet werden. Diese großen Gsaplaneten erreichen Temperaturen von Tausenden Grad Celsius. Einer von ihnen ist der extreme Exoplanet WASP-189b. Er ist etwa eineinhalb mal so groß wie Jupiter. Seinen Mutterstern ist er aber und zwanzigmal näher als die Erde der Sonne, weshalb er seinen Stern in weniger als drei Tagen umkreisen kann. Und diese gefährliche Nähe zum Stern heizt den Exoplaneten ordentlich auf.
Entweichen von Gasatmosphäre im Visier
Das Ziel von CUTE ist es herauszufinden, wie die Gasatmosphäre von "heißen Jupitern "mit der Zeit in den Weltraum entweicht. Die Forschung vermutet nämlich schon länger, dass der ständige Druck der stellaren Strahlung die Atmosphären einiger Exoplaneten über Milliarden von Jahren abtragen könnte. Die Daten von CUTE deuten nun darauf hin, dass der Prozess möglicherweise nicht so einfach ist, gab das IWF bekannt. Das Grazer IWF ist laut eigenen Angaben der wichtigste nicht-amerikanische Partner der CUTE-Mission und leitete die jüngste Studie.
Das Ultraviolett-Teleskop von CUTE hatte bisher sieben heiße Jupiter im Visier. Bei den Auswertungen der Daten wurde festgestellt, dass einige von ihnen ihre Atmosphären zu verlieren scheinen, andere jedoch nicht. WASP-189b stach dabei ganz besonders hervor. Die Temperatur seiner oberen Atmosphäre dürfte aufgrund der Messdaten von CUTE nicht weniger als 15.000 Grad erreichen - deutlich mehr als bisherige Modellrechnungen vorhergesagt haben. Bei diesen Temperaturen dehnen sich die Atmosphären "heißer Jupiter "ordentlich aus.
Die Beobachtungen von CUTE deuten zumindest darauf hin, dass WASP-189b etwa 400 Millionen Kilogramm Masse pro Sekunde verliert. Durch die starke Ausdehnung können auch schwere Elemente in die obere Atmosphäre gelangen. Sie wurden mit CUTE sichtbar gemacht: "Wir konnten im Spektrum von CUTE eindeutig Eisen und Magnesium nachweisen", so Lucca Fossati. Er leitet am Grazer IWF die Exoplaneten-Forschungsgruppe.
Was uns Exoplaneten über unsere Erde und ihre Nachbarn erzählen
Laut den Grazer Forschenden werden die Auswertungen nicht nur viel über heiße Jupiter, sondern über die Entwicklung der gesamten Bandbreite der in der Galaxie existierenden Planeten sagen können. Dazu gehören auch kleine und felsige Welten wie die Erde und ihre Nachbarn: Der Mars hat zum Beispiel im Laufe von fast drei Milliarden Jahren ebenfalls einen Großteil seiner Atmosphäre verloren. "CUTE soll uns helfen herauszufinden, warum manche Planeten große Teile ihrer Atmosphäre verlieren, während andere weitgehend unverändert bleiben, und die Frage klären, welchen besonderen Platz die Erde in der Galaxie einnimmt", erklärte Fossati.
CUTE wurde am Laboratory for Atmospheric and Space Physics der University of Colorado in Boulder, USA, entwickelt und gebaut. Das IWF lieferte den Datensimulator und die Datenreduktions-Pipeline und entwickelte die Software für die Datenanalyse. Der österreichische Beitrag zu CUTE wurde von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) finanziert. Weitere Projektpartner im CUTE-Team stammen aus Arizona, Frankreich und den Niederlanden.
Service: - A.G. Sreejith et al.: CUTE reveals escaping metals in the upper atmosphere of the ultrahot Jupiter WASP-189b, Astrophys. J. Lett., 954, L23, doi: 10.3847/2041-8213/acef1c, 2023.