Eine neue Studie des ultraheißen Jupiters WASP-121b hat eine überraschende Entdeckung über seine Entstehung enthüllt, die bestehende Theorien über die Bildung von Gasriesen in Frage stellt. Die Forschung, geleitet von Peter Smith von der Arizona State University, nutzte das Immersion GRating INfrared Spectrograph (IGRINS) am Gemini South-Teleskop in Chile, um die Atmosphäre des Planeten zu analysieren.
WASP-121b ist ein Gasriese, der seinen Stern so eng umkreist, dass die Temperatur seiner Tagesseite über 2.500 Grad Celsius erreicht. Diese extreme Hitze verdampft Elemente wie Eisen, Magnesium und Silizium, wodurch sie durch Spektroskopie nachweisbar werden. Die Beobachtungen zeigten, dass WASP-121b ein hohes Verhältnis von Gestein zu Eis aufweist, was darauf hindeutet, dass er während seiner Entstehung einen Überschuss an Gesteinsmaterial angesammelt hat.
Diese Entdeckung ist überraschend, da man allgemein annimmt, dass Gasriesen in den äußeren Regionen von protoplanetaren Scheiben aus festem Eis entstehen müssen. Das hohe Verhältnis von Gestein zu Eis legt nahe, dass WASP-121b in einer Region der Scheibe entstanden ist, in der es zu heiß für die Kondensation von Eis war. Dies stellt das derzeitige Verständnis der Entstehung von Gasriesen in Frage und könnte eine Neubewertung von Modellen zur Planetenbildung erfordern.
Die Studie enthüllte auch bemerkenswerte Eigenschaften der Atmosphäre von WASP-121b. Starke Winde transportieren die verdampften Metalle zur Nachtseite des Planeten, wo es kalt genug ist, damit sie kondensieren und als Regen ausfallen, was ein Phänomen von Kalziumregen erzeugt.
Diese Forschung unterstreicht die Fähigkeiten von IGRINS, einem hochauflösenden Infrarotspektrographen, der es Wissenschaftlern ermöglicht, die chemische Zusammensetzung von Exoplanetenatmosphären mit beispielloser Detailgenauigkeit zu messen. Der Erfolg des Instruments führte zur Entwicklung von IGRINS-2, das jetzt am Gemini North-Teleskop auf Hawaii in Betrieb ist.