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ASTROPHYSICS

Zentrum für Weltraumforschung

Exoplanetare Atmosphären & Bewohnbarkeit
Astrophysik

Exoplanetare Atmosphären & Bewohnbarkeit

Charakterisierung chemischer Spektren und der Klimadynamik von Welten jenseits unseres Sonnensystems.

Bestätigte Exoplaneten5,680+
Kandidaten in der habitablen Zone70+
Spektroskopisch charakterisiert140+
Präzision der Transiterkennung< 10 ppm

Überblick über die Abteilung & wissenschaftlicher Kontext

Über 5.600 bestätigte Exoplaneten haben unser Verständnis planetarer Architekturen revolutioniert. Mittels Transmissions- und Emissionsspektroskopie messen Astronomen, wie Sternenlicht während eines Transits durch die Atmosphäre eines Exoplaneten gefiltert wird. Mit Teleskopen wie JWST und Ariel weisen wir Wasserdampf, Kohlendioxid und Schwefeldioxid nach und erforschen potenzielle Biomarker-Kandidaten wie Dimethylsulfid (DMS) auf hyzeanischen Welten.

Interaktiver fotometrischer Transitsimulator

Labor für fotometrische Lichtkurven

Exoplaneten-Transitlichtkurve & Radius-Schätzer

Simuliere Kepler & TESS Transit-Tiefe (ΔF/F ≈ (R_p / R_★)²) und berechne die volumetrische Klassifikation des Planeten.

Planetenradius (R_⊕)2.40 Erden
Sub-Neptun / Hycean
Sternradius (R_☉)1.00 Sonne
G-Typ sonnenähnlicher Stern
Umlaufzeit (P)12.5 Tage
Große Halbachse: ~0.105 AE
Bahnneigungsparameter (b)0.20
Transit-Breitenquerschnitt
Modell der photometrischen Lichtkurve
Transit-Tiefe: 483 ppm (0.0483%)Dauer: ~4.2 Stunden
Fluss = 1,0000 (Außerhalb des Transits)Relative Helligkeit normiert
Eintritt (T1)Zentraler Transit (T_mid)Austritt (T4)
Transit-Tiefe
483.0 ppm
Radienverhältnis (Rp/R★)
0.0220
Bahnabstand
0.105 AE
Nachweisbarkeit
TESS / Bodengestützte Teleskope

Bahnbrechende Entdeckungen

Erster photochemischer Smog auf WASP-39b

2023

JWST wies Schwefeldioxid (SO2) nach, das durch hochenergetische photochemische Reaktionen in einer Exoplanetenatmosphäre erzeugt wurde.

Atmosphärenverlust auf TRAPPIST-1b & 1c

2023

Wärmeabstrahlungsmessungen mit MIRI schlossen dicke, flüchtigkeitsreiche Atmosphären auf den inneren TRAPPIST-1-Welten aus.

Kohlenstoffhaltige Moleküle auf K2-18b

2023

Nachweis von Methan (CH4) und CO2 auf der habitablen Sub-Neptun-Welt K2-18b, was auf eine potenziell ozeanbedeckte Welt hindeutet.

Beobachtungsmethoden

Transmissions-Spektroskopie

Misst die wellenlängenabhängige Helligkeitsabnahme eines Sterns, wenn ein Planet vor seinem Heimatstern vorbeizieht.

Hochkontrast-Direktabbildung

Verwendet Koronagraphen und extreme adaptive Optik, um das blendende Sternenlicht auszublenden, um junge, leuchtende Planeten direkt abzubilden.

Radialgeschwindigkeitsmethode (Doppler-Verschiebung)

Erkennt Verschiebungen im Sternspektrum im Bereich von Zentimetern bis Metern pro Sekunde zur präzisen Berechnung der Planetenmasse.

Grundlegende Forschungsfragen

Wie häufig sind erdähnliche Planeten in der habitablen Zone um M-Zwerge im Vergleich zu G-Zwergsternen?
Können Atmosphären auf gebunden rotierenden Planeten um Rote Zwerge die intensive ultraviolette Strahlung von Sterneruptionen überstehen?
Welche atmosphärischen Ungleichgewichtssignaturen beweisen eindeutig einen biologischen Ursprung gegenüber abiotischem Vulkanismus oder Photochemie?
Wie beschaffen sind die globale Zusammensetzung und die innere Struktur von Sub-Neptun-Welten?

Wichtigste Einrichtungen

James-Webb-Weltraumteleskop
Hubble-Weltraumteleskop
VLT ESPRESSO
Keck-Observatorium
Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS)