WASP-127 ist ein Stern vom Spektraltyp G5 und etwa 9,7 Milliarden Jahre alt. Er befindet sich in einer Entfernung von 159 Parsec (519 Lichtjahren) im Sternbild Sextant. Seine Masse beträgt 0,95 Sonnenmassen bei einem Radius von 1,33 Sonnenradien und einer Oberflächentemperatur von 5700 Kelvin. Bisher wurde ein Planet geringer Dichte in einer Umlaufbahn um diesen Stern entdeckt.
Sterneigenschaften WASP-127 ist G5-Stern mit ungefähr derselben Masse wie die Sonne, ist allerdings um ein Drittel größer. In seiner Entwicklung hat er das Ende der Hauptreihenphase erreicht und verändert sich hin zu einem Unterriesen. Der Stern weist keine photometrische Variabilität auf und rotiert langsam.
Planetensystem Der bislang einzige Planet im Orbit um WASP-127 wird entweder als Super-Neptun oder Sub-Saturn beschrieben. Mit einer Masse von 0,16 Jupitermassen und einem Radius von 1,3 Jupiterradien weist der Planet eine der geringsten mittleren Dichten der bisher bekannten Planeten auf. Er umkreist den Zentralstern in lediglich vier Tagen.
WASP-127b mini|links|Künstlerische Darstellung von WASP-127b mit Überschallwinden.
Entdeckung WASP-127b wurde zusammen mit WASP-136b und WASP-138b durch das Projekt Wide Angle Search for Planets entdeckt. Dabei wurden vom Mutterstern WASP-127 zwischen 2006 und 2014 87.349 photometrische Datenpunkte gesammelt. Die Analyse dieser Daten führte zur Entdeckung der Transite von WASP-127b vor seinem Mutterstern. Zur Verfeinerung der Systemparameter wurden Folgephotometrien verschiedener Teleskope herangezogen. Radialgeschwindigkeitsmessungen, die mit dem CORALIE-Spektrografen und dem SOPHIE-Échelle-Spektrografen durchgeführt wurden, dienten dazu, die Existenz des Planeten zu bestätigen und seine Masse zu bestimmen.
Orbit Der Planet benötigt lediglich 4,178 Tage für einen Umlauf. Eine Untersuchung der sekundären Bedeckung, bei der der Planet hinter seinem Mutterstern vorbeizieht, durch das Spitzer-Weltraumteleskop ergab, dass die am besten passenden Bedeckungsphasen für WASP-127b mit den Erwartungen für eine kreisförmige Umlaufbahn übereinstimmen.
Beobachtungen des Rossiter-McLaughlin-Effekts während zweier Transite mit dem Spektrografen ESPRESSO am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) deuten darauf hin, dass WASP-127b im Gegensatz zu den Planeten im Sonnensystem in entgegengesetzter Richtung zu seinem Stern und auf einer anderen Ebene als der Äquatorialebene umläuft. Eine erneute Analyse derselben Daten durch ein anderes Team kam zu dem gleichen Ergebnis. Dies ist eine ungewöhnliche Ausrichtung für einen heißen Saturn in einem alten Sternensystem und könnte auf die Anwesenheit eines unsichtbaren Begleiters hindeuten.
Atmosphäre Der erste Hinweis auf ein reichhaltiges Transmissionsspektrum dieses Planeten wurde mit geringer Auflösung mit dem Alhambra Faint Object Spectrograph and Camera (ALFOSC) gewonnen, das am 2,5-Meter Nordic Optical Telescope des Roque-de-los-Muchachos-Observatoriums betrieben wird. Diese Ergebnisse konnten später mit dem Optical System for Imaging and low Resolution Integrated Spectroscopy (OSIRIS) des 10,4-Meter Gran Telescopio Canarias an derselben Sternwarte bestätigt werden. Dabei wurde nicht nur eine Absorption durch Natrium und Kalium, sondern auch möglicherweise Lithium in der Atmosphäre gemessen.
Eine Nachfolgestudie des Planeten mit hochauflösenden Beobachtungen im optischen Wellenlängenbereich ergab mit dem Instrument ESPRESSO am Very Large Telescope nur ein schwaches Natriumsignal. Eine weitere Untersuchung mit dem High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) deutete dagegen auf eine Nicht-Detektion hin. Zusätzliche Beobachtungen mit dem Spitzer-Teleskop während sekundärer Bedeckungen präzisierten die atmosphärischen Eigenschaften und ergaben eine Temperatur der Tagseite von etwa 1400 Kelvin.
Spektren niedriger Auflösung, die mit der Wide Field Camera 3 am Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden, führten zur Entdeckung von Wasser im Transmissionsspektrum des Planeten. Eine anschließende atmosphärische Modellierung, die die Transitdaten von Hubble und Spitzer kombinierte, ergab jedoch widersprüchliche Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnisse, je nachdem, ob chemisches Gleichgewicht oder frei bestimmte chemische Mischungsverhältnisse angenommen wurden. Diese Mehrdeutigkeit konnte offenbar durch neuere hochauflösende Beobachtungen im nahen Infrarot mit dem SPIRou-Spektrografen des Canada-France-Hawai'i Telescope (CFHT) geklärt werden. Dabei wurden Wasser und OH nachgewiesen, Kohlenmonoxid jedoch nicht. Die Nicht-Detektion von CO führte zu strengen oberen Grenzen für dessen Häufigkeit und deutete in einer kombinierten Analyse der Daten von SPIRou, Hubble und Spitzer auf einen chemischen Nichtgleichgewichtszustand mit niedrigem C/O-Verhältnis hin. Die in dieser hochauflösenden Studie gefundenen Wasser- und OH-Signale waren zudem deutlich blauverschoben relativ zum Ruhesystem des Planeten. Die Autoren diskutierten die Möglichkeit, dass dieses Signal nur einen Teil einer geschwindigkeitsbedingten Linienverbreiterung darstellt, während andere Anteile der Signatur im Rauschen verborgen sein könnten.
Wind Während des Transits von WASP-127b in der Nacht vom 24. auf den 25. März 2022 wurde der CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES+) am 8-Meter-Teleskop UT3 des Very Large Telescopes der ESO eingesetzt. Das dabei aufgenommene Infrarotspektrum zeigte deutliche Signale von Wasser und Kohlenmonoxid, die als zwei klar voneinander getrennte Strukturen erkennbar waren. Diese doppelte Signatur weist auf einen überschallschnellen Jet entlang des Äquators sowie auf schwächere Signale aus den Polarregionen hin. Die beiden erkennbaren Signale stammen von den Morgen- und Abendseiten des Planeten. Aus den gemessenen Geschwindigkeiten ließ sich eine Windgeschwindigkeit von etwa 7,7 km/s ableiten, was auf unterschiedliche atmosphärische Bedingungen zwischen den beiden Terminatoren und den Polgebieten hindeutet. Die Abendseite des Planeten erscheint dabei rund 175 Kelvin heißer als die Morgenseite, während die schwachen Signale aus den Polarregionen wahrscheinlich auf niedrigere Temperaturen oder eine dichte Wolkendecke zurückzuführen sind. Die Analyse ergab außerdem ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis und eine Metallizität, die beide ungefähr dem solaren Wert entsprechen.
Weblinks
WASP-127 in SIMBAD (englisch)
Einzelnachweise