Die Atmosphäre eines extrasolaren Neptuns

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine durch die Raumsonde Voyager 2 gewonnene Aufnahme des Planeten Neptun. Astronomen haben einen Planeten vom Typ des Neptuns um einen nah gelegenen Stern entdeckt und eine Obergrenze für Wasser in seiner Atmosphäre gemessen. NASA / JPL / Caltech

 

Gegenwärtig kennt man 340 extrasolare Planeten (Planeten, die andere Sterne umkreisen). Diese Planeten spannen einen Bogen, der von einem kleinen Planeten mit nur 1.7 Erdmassen bis zu einigen Dutzend Planeten mit der zehn- bis zwanzigfachen Jupitermasse reicht. Es gibt jedoch nur einen Planeten, der dem Neptun unseres Sonnensystems mit einer Masse von etwa 23 Erdmassen und circa 4 Erdradien ähnlich ist: dieser Planet umkreist den Stern GJ 436. Astronomen versuchen nicht nur zu verstehen, wie sich Planeten im Allgemeinen bilden, sondern auch, wie unser Sonnensystem die besondere Anordnung erlangt hat, die wir heute vorfinden. Bedeutet die Tatsache, daß es unter 339 weiteren Planeten nur einen bestätigten, Neptun ähnlichen Planeten gibt, daß Planeten vom Typ des Neptuns besonders schwierig zu bilden sind? Warum? (Hinweis: Astronomen des SAO haben einen zweiten Neptun ähnlichen Planeten entdeckt, seit die Arbeit, die hier diskutiert wird, geschrieben wurde.)

Von diesen 340 Planeten wurden fünfundvierzig mit der Transitmethode (ihre Umlaufbahnen bringen sie von der Erde aus gesehen vor ihren Stern) entdeckt und der Planet um GJ 436 ist einer von ihnen. Fünf Astronomen haben dieses ungewöhnliche Objekt untersucht. Sie benutzten das Hubble-Weltraum-Teleskop, um ein Infrarotspektrum des Planeten zu erhalten, während er vor dem Stern vorüberzieht. Der Planet hat ein sehr kurzes Jahr – er benötigt nur 2.64 Tage, um den Stern einmal zu umkreisen (er ist in dieser Hinsicht keineswegs wie Neptun!) – und befindet sich somit sehr dicht am Stern mit der Folge, daß er ziemlich heiß ist, ungefähr 700 Kelvin (dies entspricht etwa 425° Celsius). Für diese Temperatur besagen Modelle, daß die Atmosphäre des Planeten, falls er eine besitzt, ihr gesamtes Wasser zu Wasserdampf umgewandelt haben sollte und der Dampf durch sein Infrarotspektrum auffallen sollte.

Die Wissenschaftler entdeckten keinen Hinweis auf Wasserdampf, obwohl ihre Meßgrenze ganz nah am Meßbereich lag, den das Modell zuließ. Entweder bedeutet das Ergebnis, daß Wasser in geringerer Menge als vermutet in der Atmosphäre vorhanden ist oder die Modelle es auf irgendeine Art nicht angemessen erfassen. Das Resultat dieser außergewöhnlichen Untersuchung der Atmosphäre eines Planeten, der einen Stern umkreist, der 33 Lichtjahre entfernt ist, hilft, unsere technologischen Möglichkeiten zu erweitern und verbessert gleichzeitig unser Verständnis zu der Frage, wie sich Planeten wie jene in unserem Sonnensystem gebildet haben können.

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