Ein reflektierendes Metall

Nov 22, 2023

Natur (2023)Diesen Artikel zitieren

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In unserem Sonnensystem gibt es keine Planeten, deren Größe zwischen Erde und Neptun liegt, dennoch kommen diese Objekte in der Nähe eines erheblichen Teils anderer Sterne vor [1]. Bevölkerungsstatistiken zeigen, dass sich nahe Planeten in diesem Größenbereich basierend auf ihren Radien in zwei Klassen aufteilen [2, 3]. Es wird vermutet, dass sich die Gruppe mit größeren Radien (als „Sub-Neptune“ bezeichnet) durch wasserstoffdominierte Atmosphären auszeichnet, die einige Prozent der Gesamtmasse der Planeten ausmachen [4]. GJ 1214b ist ein archetypischer Sub-Neptun, der mithilfe der Transmissionsspektroskopie ausgiebig beobachtet wurde, um diese Hypothese zu testen [5–14]. Allerdings sind die gemessenen Spektren aufgrund des Vorhandenseins von Höhenaerosolen in der Atmosphäre des Planeten unauffällig und daher nicht schlüssig. Hier berichten wir über eine spektroskopische thermische Phasenkurve von GJ 1214b, die mit JWST im mittleren Infrarot erhalten wurde. Die Tages- und Nachtspektren (durchschnittliche Helligkeitstemperaturen von 553 ± 9 bzw. 437 ± 19 K) zeigen jeweils >3σ Hinweise auf Absorptionsmerkmale, wobei H2O in beiden Fällen die wahrscheinlichste Ursache ist. Die gemessene globale thermische Emission impliziert, dass die Bond-Albedo von GJ 1214b 0,51 ± 0,06 beträgt. Ein Vergleich zwischen den spektroskopischen Phasenkurvendaten und dreidimensionalen Modellen von GJ 1214b zeigt einen Planeten mit einer hochmetallischen Atmosphäre, die von einer dicken und stark reflektierenden Schicht aus Wolken oder Dunst bedeckt ist.

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Abteilung für Astronomie, University of Maryland, College Park, MD, USA

Eliza M.-R. Kempton, Arjun B. Savel, Kenneth E. Arnold, Matthew C. Nixon, Matej Malik und Jegug Ih

Abteilung für Astronomie und Astrophysik, University of Chicago, Chicago, IL, USA

Michael Zhang, Jacob L. Bean und Qiao Xue

Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany

Maria E. Steinrück & Sebastian Zieba

Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science, Washington, DC, USA

Anjali AA Piette & Peter Gao

Fachbereich Physik, Universität Oxford, Oxford, Großbritannien

Vivien Parmentier & Jake Taylor

Abteilung für Astronomie, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA

Isaac Malsky & Emily Rauscher

Fakultät für Physik und Astronomie, Universität Leicester, Leicester, Großbritannien

Michael T. Roman

BAER-Institut, NASA Ames Research Center, Moffet Field, CA, USA

Taylor J. Bell

Trottier-Institut für Exoplanetenforschung und Fachbereich Physik, Universität Montreal, Montreal, QC, Kanada

Jake Taylor

Zentrum für Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, NY, USA

Arjun B. Savel

Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA

Kevin B. Stevenson

Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ, USA

Megan Mansfield

Europäische Weltraumorganisation, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD, USA

Sarah Kendrew

Observatorium Leiden, Universität Leiden, Leiden, Niederlande

Sebastian Zieba

Stipendiat der Region Paris, Marie Sklodowska-Curie Action, Paris, Frankreich

Elsa Ducrot

AIM, CEA, CNRS, Universität Paris-Saclay, Universität Paris, Gif-sur-Yvette, Frankreich

Elsa Ducrot, Achrene Dyrek und Pierre-Olivier Lagage

Abteilung für Physik und Astronomie, Vanderbilt University, Nashville, TN, USA

Keivan G. Stassun

Kompetenzzentrum für Informationssysteme, Tennessee State University, Nashville, TN, USA

Gregory W. Henry

Mond- und Planetenlabor, University of Arizona, Tucson, AZ, USA

Travis Barman

Eureka Scientific, Inc., Oakland, CA, USA

Roxana Wolf

NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA

Tiffany Kataria

Abteilung für Physik und Astronomie, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA

Guangwei Fu

School of Earth & Space Exploration, Arizona State University, Tempe, AZ, USA

Louis Welbanks

Abteilung für Astronomie und Astrophysik, University of California, Santa Cruz, CA, USA

Peter McGill

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Korrespondenz mit Eliza M.-R. Kempton.

Nachdrucke und Genehmigungen

Kempton, E.MR., Zhang, M., Bean, JL et al. Eine reflektierende, metallreiche Atmosphäre für GJ 1214b anhand seiner JWST-Phasenkurve. Natur (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06159-5

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Eingegangen: 11. Februar 2023

Angenommen: 02. Mai 2023

Veröffentlicht: 10. Mai 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06159-5

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