Infrarotspektroskopie-Labor

Transmissions-Spektralanalysator

Simulieren Sie, wie Sternenlicht durch die äußere Gashülle einer fremden Welt wandert. Entdecken Sie, warum spezifische quantenmechanische Molekülbindungen einzigartige Absorptionsfingerabdrücke erzeugen.

Interaktives Astrophysik-Labor

Transmissionsspektrometer & Molekularer Fingerabdruck-Analysator

Simuliere die JWST/NIRSpec-Transmissionsspektroskopie über Exoplanetenatmosphären hinweg.

Zielmolekül / Gas

Wirtssternklasse

Detektor-Rauschen10 ppm

Spektrale Diagnostik

Wasserdampf (H₂O)

Wichtiger Indikator für flüssige Ozeane an der Oberfläche oder dampfförmige Atmosphärenhüllen bei gemäßigten terrestrischen Exoplaneten und heißen Jupiters.

Beobachtungshinweis: Detektiert in WASP-96b, K2-18b und den Eismonden des Jupiter.

Simulierter normierter Fluss vs. Absorptionswellenlänge

SNR: ~100.0:1

940 nm (NIR) (Abs: 65%)

1.15 μm (J-Band) (Abs: 75%)

1.40 μm (H-Band) (Abs: 90%)

1.90 μm (K-Band) (Abs: 85%)

2.60 μm (MIR) (Abs: 95%)

1.000 Flux (Continuum)Transmissions-Dip-Tiefe ΔF/F (%)

0.6 μm (Optisch)1.5 μm (NIR)3.0 μm4.5 μm15.0 μm (Mid-IR)

940 nm (NIR)

940 nm

Dip: -65%

1.15 μm (J-Band)

1150 nm

Dip: -75%

1.40 μm (H-Band)

1400 nm

Dip: -90%

1.90 μm (K-Band)

1900 nm

Dip: -85%

2.60 μm (MIR)

2600 nm

Dip: -95%

Wie Transmissionsspektroskopie funktioniert

Wenn ein Exoplanet vor seinem Heimatstern vorbeizieht (ein Transit), blockiert der Planet einen Teil des Sternenlichts. Während die undurchsichtige Planetenscheibe alle Wellenlängen gleichermaßen blockiert, absorbiert die dünne, transparente Atmosphäre Licht nur bei bestimmten Wellenlängen, die den rovibrationellen Quantenübergängen ihrer atmosphärischen Gase entsprechen.

Das Lambert-Beersche Gesetz

Die Transmission monochromatischer elektromagnetischer Strahlung durch ein absorbierendes Gas wird durch das Beer-Lambert-Gesetz modelliert:

I(λ) = I₀(λ) · exp[-σ(λ) · N]

Wobei $σ(λ)$ der molekulare Absorptionswirkungsquerschnitt und $N$ die Säulendichte entlang der optischen Sichtlinie ist.