Rätsel um Atmosphären von jupiterähnlichen Exoplaneten gelöst

14. Dezember 2015, 16:59
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Bislang umfangreichster Atmosphären-Katalog von "heißen Jupitern" in "Nature" veröffentlicht

London/Garching – Astronomen haben mit den Weltraumteleskopen "Hubble" und "Spitzer" die Atmosphären von zehn Jupiter-ähnlichen Planeten bei anderen Sternen untersucht. Das Ergebnis ist der bisher größte Katalog von Atmosphären extrasolarer Planeten, wie das internationale Forscherteam um David Sing von der britischen Universität Exeter im Fachblatt "Nature" berichtet.

Die Analyse löse unter anderem das Rätsel, warum manche sogenannte "heiße Jupiter" scheinbar weniger Wasser besitzen als erwartet, wie das europäische "Hubble"-Informationszentrum in Garching bei München mitteilte. Demnach sei das Wasser in der Atmosphäre dieser Klasse von Exoplaneten lediglich schwerer zu entdecken.

Höhere Oberflächentemperatur

Astronomen haben bisher rund 2.000 Exoplaneten entdeckt. Bei vielen davon handelt es sich um "heiße Jupiter". Das sind große Gasplaneten wie der Jupiter in unserem Sonnensystem, die ihren Stern jedoch in sehr geringer Entfernung umkreisen und dadurch von dessen Strahlung stark aufgeheizt werden.

Die große Nähe zu ihrem Heimatstern erschwert die Beobachtung dieser Planeten, weil das Licht des Sterns alles überstrahlt. Dennoch ist es Forschern gelungen, einige dieser fernen Gasriesen zu untersuchen. Überraschenderweise scheinen manche deutlich weniger Wasser zu besitzen als erwartet.

Mit Hilfe der Weltraumteleskope "Spitzer" und "Hubble" analysierten die Forscher nun erstmals die Atmosphären von zehn "heißen Jupitern" systematisch, vom Ultraviolett- bis zum Infrarotlicht. Dazu wählten sie solche Exoplaneten, die von der Erde aus gesehen regelmäßig vor ihrem Stern vorbeiwandern. Der Stern durchleuchtet dann die Atmosphäre von hinten, die auf diese Weise ihren chemischen "Fingerabdruck" im Sternenlicht hinterlässt. "Wir haben festgestellt, dass die Planetenatmosphären deutlich vielfältiger sind als wir erwartet haben", so Sing.

Wasser vorhanden, aber verschleiert

Anhand der chemischen "Fingerabdrücke" konnten die Forscher nicht nur verschiedene chemische Elemente und Moleküle in den Planetenatmosphären identifizieren, sondern auch wolkenverhangene und wolkenfreie Planeten unterscheiden. Die Wolken bestehen nicht aus Wasserdampf, sondern aus anderen chemischen Verbindungen wie etwa Silikaten.

Während sich bei den wolkenfreien Planeten deutliche Zeichen von Wasser fanden, erschienen wolkenverhangene Planeten wasserarm. Da die nachgewiesenen Wolken und Dunst die Signatur von Wasser verschleierten, sei das Wasser bei diesen Planeten lediglich schlechter zu sehen, argumentieren die Forscher. Das Rätsel des scheinbar fehlenden Wassers sei damit gelöst. (APA, red, 14.12.2015)

  • Künstlerische Darstellung der zehn untersuchten Exoplaneten.
    illu.: esa/hubble & nasa

    Künstlerische Darstellung der zehn untersuchten Exoplaneten.

  • HAT- P- 12b, der kleinste davon, ist etwa so groß wie Jupiter. Der größte nun analysierte Exoplanet, WASP – 17b, ist hingegen fast doppelt so groß wie Jupiter.
    illu.: esa/hubble & nasa

    HAT- P- 12b, der kleinste davon, ist etwa so groß wie Jupiter. Der größte nun analysierte Exoplanet, WASP – 17b, ist hingegen fast doppelt so groß wie Jupiter.

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