EVAPORATOR
Wie extrasolare Planeten ihre erste Atmosphäre verlieren
Redaktion / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam
astronews.com
9. Dezember 2024

Die Atmosphären von extrasolaren Planeten sind für die Astronomie von besonderem Interesse, können sie doch etwas über die Lebensfreundlichkeit der fernen Welten verraten. Exoplaneten dürften ursprünglich eine dichte Wasserstoff-Helium-Atmosphäre aufweisen, die sie verlieren, um dann eine neue Hülle auszubilden. Wie das genau funktioniert, will das Projekt "Evaporator" in Potsdam erforschen.

Künstlerische Darstellung des Roten Zwergsterns GJ 3470 und seines Planeten GJ 3470b, der gerade große Teile seiner Wasserstoffatmosphäre verliert (bläulich dargestellt). Bild: NASA, ESA und D. Player (STScI) [Großansicht]

Die Ausmaße und chemische Zusammensetzung von Planetenatmosphären geben Hinweise auf die Umstände der Planetenentstehung. Mithilfe photometrischer und spektroskopischer Methoden erforscht der Forschungsbereich "Sterne, Sonne und Exoplaneten" des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam unter Leitung von Katja Poppenhäger die Atmosphären von Exoplaneten und die intensiven Strahlungsbedingungen, denen diese ausgesetzt sind.

Exoplaneten beginnen ihr Dasein mit einer dichten Hülle aus Wasserstoff und Helium. Diese ursprüngliche Atmosphäre wird jedoch oft durch vom Zentralstern ausgelöste Verdampfungsprozesse zerstört, was wiederum zu einer Neubildung führen und die Entwicklung von Leben ermöglichen kann. Für das Verständnis der Verdampfung der ersten Atmosphären sind Transitbeobachtungen von Exoplaneten anhand ihrer metastabilen Heliumlinien das beste Beobachtungsfenster. Das Projekt "Evaporator" zielt darauf ab, die Mechanismen hinter diesem Verlust der Atmosphäre besser zu verstehen.

Die Interpretation der dabei gewonnenen Daten ist jedoch extrem komplex, da der Anteil des metastabilen Heliums in der Planetenatmosphäre von einem sehr kleinen, aber unglaublich schwer zu beobachtenden Teil des extrem-ultravioletten Spektrums des Zentralsterns kontrolliert wird. Um diese Lücke zu schließen, wird das Team um Poppenhäger mit dem Projekt "Evaporator" ein Verfahren entwickeln, mit dem der entscheidende Teil des stellaren Spektrums genau rekonstruiert werden kann. "Die Projektförderung erlaubt uns, die Verdampfung von Exoplanetenatmosphären präzise zu bestimmen und ihre Rolle für die Entwicklung potenziell lebensfreundlicher Planeten fundiert nachzuvollziehen", sagt Poppenhäger. "Mit 'Evaporator' schlagen wir ein völlig neues Kapitel der Exoplanetenforschung auf."

Der Europäische Forschungsrat finanziert herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aller Nationalitäten und Altersgruppen, die Projekte in Europa durchführen. Der "Consolidator Grant" geht an Forschende, die einer vielversprechenden wissenschaftlichen Karriere entgegensehen. Aus über 2300 Anträgen hat der Europäische Forschungsrat in der aktuellen Ausschreibungsrunde der ERC Consolidator Grants 328 exzellente Projekte ausgewählt. "Evaporator" wird über die kommenden fünf Jahre mit einer Fördersumme von zwei Millionen Euro unterstützt.