Forscher der University of Chicago und weiterer Institutionen haben beobachtet, wie Helium aus der Atmosphäre eines nahen Exoplaneten, genannt TOI-2134 b, entweicht. Diese Entdeckung wurde in einer Forschungsarbeit veröffentlicht, die am 3. August auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht wurde.
Forscher haben entdeckt, dass in einigen nahegelegenen Exoplanetensystemen, darunter heiße Jupiter und kleinere Supererden/Mini-Neptune, ein atmosphärischer Verlust auftritt, bei dem Gase aus der Planetenatmosphäre entweichen und sich im Weltraum verteilen. Dieser Prozess beeinflusst maßgeblich die Eigenschaften von Exoplaneten.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Michael Zhang hat nun den atmosphärischen Verlust von Helium bei einem Exoplaneten namens TOI-2134 b nachgewiesen. Dieser Mini-Neptun befindet sich in etwa 73,8 Lichtjahren Entfernung von der Erde. Die Entdeckung wurde mithilfe des Near Infrared Spectrometers (NIRSPEC) am Keck II Telescope auf dem Mauna Kea, Hawaii, gemacht.
Die Beobachtungen ergaben, dass das Heliumsignal von TOI-2134 b eine äquivalente Breite von nur 3,3 mÅ aufweist, was es zu einem der Exoplaneten mit dem kleinsten nachgewiesenen Heliumsignal macht. Im Absorptionsspektrum wurde der Spitzenwert auf 0,37% gemessen und tritt bei einer Rotverschiebung von 7 km/s auf. Es zeigt auch einen sekundären Peak mit einer Rotverschiebung von 10 km/s und einer Spitzenabsorption von 0,13%.
Die Studie entdeckte bei TOI-2134 b eine starke Korrelation zwischen der energielimitierten Massenverlustrate und der beobachtungsgemäß abgeleiteten Massenverlustrate. Es stellte sich auch heraus, dass TOI-2134 b die geringste extrem ultraviolette (XUV) Strahlung unter den bekannten Exoplaneten mit Helium in ihren Atmosphären erfährt.
Die Astronomen schlussfolgerten, dass der atmosphärische Heliumverlust bei TOI-2134 b höchstwahrscheinlich auf Photoevaporation durch stellare XUV-Strahlung zurückzuführen ist, was den kernbetriebenen Massenverlustmechanismus weniger wahrscheinlich macht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Massenverlust über Milliarden von Jahren stattfindet.
Die Forscher fordern weitere Beobachtungen von ähnlichen Exoplaneten, die reife Sterne umkreisen, um mehr über den atmosphärische Verlust in fernen Welten zu erfahren und die Natur dieses Phänomens besser zu verstehen.
