Gliese 1214 b - Gliese 1214 b

GJ 1214 b
Exoplaneten-Vergleich GJ 1214 b.png
Größenvergleich von GJ 1214 b mit Erde (links) und Neptun (rechts). Die tatsächliche Farbe von GJ 1214 b ist noch nicht bekannt.
Entdeckung
Entdeckt von David Charbonneau , et al.
Entdeckungsseite Fred Lawrence Whipple-Observatorium
Entdeckungsdatum 16. Dezember 2009
Transit ( MEarth-Projekt )
Orbitale Eigenschaften
0,0143 ± 0,0019 AU
Exzentrizität < 0,27
1,580 404 56 ± 0,000 000 16 d
Neigung 88,62+0,36
−0,28
Stern GJ 1214
Physikalische Eigenschaften
Mittlerer Radius
2.742+0,050
−0,053
R 🜨
Masse 8,17 ± 0,43 M 🜨
Mittlere Dichte
1870 ± 400 kg m -3
0,91 g
Temperatur 393–555 K (120–282 °C; 248–539 ​​°F) ( Gleichgewicht )

Gliese 1214 b (oft abgekürzt als GJ 1214 b ) ist ein Exoplanet , der den Stern Gliese 1214 umkreist und im Dezember 2009 entdeckt wurde. Sein Mutterstern ist 48 Lichtjahre von der Sonne entfernt im Sternbild Ophiuchus . Ab 2017 ist GJ 1214 b der wahrscheinlichste bekannte Kandidat für einen Ozeanplaneten . Aus diesem Grund haben Wissenschaftler den Planeten "die Wasserwelt" genannt.

Es ist eine Supererde , das heißt, sie ist größer als die Erde, aber deutlich kleiner (in Masse und Radius) als die Gasriesen des Sonnensystems . Nach COROT-7b war es die zweite bekannte Supererde und der erste einer neuen Klasse von Planeten mit geringer Größe und relativ geringer Dichte. GJ 1214 b ist auch von Bedeutung , weil ihr Mutterstern relativ nahe an der ist Sonne und weil es Transite (Kreuz vor) , dass Mutterstern, die die Atmosphäre des Planeten ermöglicht unter Verwendung untersucht wird spektroskopische Methoden .

Im Dezember 2013 berichtete die NASA, dass in der Atmosphäre von GJ 1214 b möglicherweise Wolken entdeckt wurden .

Erkennung

GJ 1214 b wurde erstmals vom MEarth-Projekt entdeckt , das nach den kleinen Helligkeitsabfällen sucht, die auftreten können, wenn ein Planet im Orbit kurz vor seinem Mutterstern vorbeizieht. Anfang 2009 bemerkten die Astronomen, die das Projekt leiteten, dass der Stern GJ 1214 solche Helligkeitsabfälle zu zeigen schien. Dann beobachteten sie den Stern genauer und bestätigten, dass er alle 1,58 Tage um etwa 1,5% abgedunkelt wurde. Anschließende Messungen der Radialgeschwindigkeit wurden mit dem HARPS-Spektrographen am 3,6-Meter-Teleskop der ESO in La Silla, Chile, durchgeführt ; mit diesen Messungen gelang es, unabhängige Beweise für die Realität des Planeten zu liefern. Dann wurde in Nature ein Papier veröffentlicht , das den Planeten ankündigte und Schätzungen seiner Masse, seines Radius und seiner Bahnparameter angab.

Merkmale

Künstlerische Darstellung des Planeten mit möglichen tiefen Ozeanen
Künstlerische Darstellung von Gliese 1214 b (Vordergrund) , beleuchtet durch das rote Licht seines Muttersterns (Mitte)'
Die neu entdeckte Supererde umkreist den nahen Stern GJ 1214.
Diese künstlerische Darstellung zeigt, wie GJ 1214 b aussehen könnte, wenn es seinen Mutterstern durchquert. Es ist die zweite Supererde, für die Astronomen die Masse und den Radius bestimmt haben, was wichtige Hinweise auf ihre Struktur gibt.

Der Radius von GJ 1214 b kann aus der Verdunkelung abgeleitet werden, die beobachtet wird, wenn der Planet von der Erde aus gesehen vor seinem Mutterstern kreuzt. Die Masse des Planeten kann aus empfindlichen Beobachtungen der Radialgeschwindigkeit des Muttersterns abgeleitet werden, die durch kleine Verschiebungen in stellaren Spektrallinien aufgrund des Doppler-Effekts gemessen wird . Aus Masse und Radius des Planeten kann seine Dichte berechnet werden. Durch einen Vergleich mit theoretischen Modellen liefert die Dichte wiederum begrenzte, aber sehr nützliche Informationen über die Zusammensetzung und Struktur des Planeten.

Aufgrund der relativ geringen Größe des Muttersterns von GJ 1214 b ist es möglich, spektroskopische Beobachtungen während Planetentransits durchzuführen. Durch den Vergleich des beobachteten Spektrums vor und während der Transite kann auf das Spektrum der planetaren Atmosphäre geschlossen werden. Im Dezember 2010 wurde eine Studie veröffentlicht, die zeigt, dass das Spektrum im Wellenlängenbereich von 750–1000 nm weitgehend strukturlos ist. Da eine dichte und wolkenfreie wasserstoffreiche Atmosphäre nachweisbare spektrale Merkmale erzeugt hätte, scheint eine solche Atmosphäre ausgeschlossen zu sein. Obwohl keine klaren Anzeichen für Wasserdampf oder andere Moleküle beobachtet wurden, glauben die Autoren der Studie, dass die Atmosphäre des Planeten hauptsächlich aus Wasserdampf besteht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass eine dicke Schicht hoher Wolken vorhanden ist, die das Sternenlicht absorbiert. Weitere Beobachtungen sind notwendig, um die Zusammensetzung seiner Atmosphäre zu bestimmen.

Aufgrund des geschätzten Alters des Planetensystems und der berechneten hydrodynamischen Austrittsrate (Verlust von Gasen, die dazu neigen, eine Atmosphäre an Bestandteilen mit höherem Molekulargewicht zu erschöpfen) von 900 Tonnen pro Sekunde, schlussfolgern die Wissenschaftler, dass es während der die Lebensdauer des Planeten und jeder gegenwärtigen Atmosphäre kann nicht ursprünglich sein. Der Verlust der Uratmosphäre wurde 2020 indirekt bestätigt, da bei Gliese 1214 b kein Helium nachgewiesen wurde.

GJ 1214 b ist möglicherweise kühler als jeder andere bekannte Transitplaneten vor der Entdeckung von Kepler-16b im Jahr 2011 durch die Kepler-Mission . Es wird angenommen, dass seine Gleichgewichtstemperatur im Bereich von 393–555 K (120–282 °C; 248–539 ​​°F) liegt, je nachdem, wie viel von der Strahlung des Sterns in den Weltraum reflektiert wird .

Spekulation basierend auf Planetenmodellen

Obwohl sehr wenig über GJ 1214 b bekannt ist, gab es Spekulationen über seine spezifische Natur und Zusammensetzung. Auf der Grundlage von Planetenmodellen wurde vermutet, dass GJ 1214 b eine relativ dicke Gashülle hat, die insgesamt etwa 5% der Planetenmasse ausmacht. Es ist möglich, Strukturen vorzuschlagen, indem man unterschiedliche Zusammensetzungen annimmt, die von Szenarien für die Entstehung und Entwicklung des Planeten geleitet werden. GJ 1214 b könnte ein Gesteinsplanet mit einer ausgegasten wasserstoffreichen Atmosphäre, ein Mini-Neptun oder ein Ozeanplanet sein . Wenn es sich um eine Wasserwelt , könnte es möglicherweise als größer und heißer gedacht werden Version von Jupiter ‚s Galiläer Mond Europa . Obwohl kein Wissenschaftler behauptet hat, dass GJ 1214 b ein Ozeanplanet ist, wird angenommen, dass GJ 1214 b ein Ozeanplanet ist, dh das Innere besteht hauptsächlich aus einem Wasserkern, der von mehr Wasser umgeben ist , Anteile an der Gesamtmasse mit Masse und Radius übereinstimmend sind etwa 25% Gestein und 75% Wasser, bedeckt von einer dicken Hülle aus Gasen wie Wasserstoff und Helium (ca. 0,05%). Wasser Planeten von innen führen könnten Planeten Migration und ihren Ursprung als Proto dass aus gebildeten flüchtigem über die eisreichen Material Schneegrenze , aber die nie erreicht Massen ausreichend ist, um accrete große Mengen an H / He nebular Gas . Aufgrund des unterschiedlichen Drucks in der Tiefe umfassen Modelle einer Wasserwelt "Dampf, Flüssigkeit, Supraflüssigkeit, Hochdruckeis und Plasmaphasen" von Wasser. Ein Teil des Festphasenwassers könnte in Form von Eis vorliegen VII .

Siehe auch

Verweise

Externe Links

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Koordinaten : Himmelskarte 17 h 15 m 18,94 s , +4° 57′ 49,7″