Die Atmosphäre eines extrasolaren Planeten

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Die bis heute erkannten 212 extrasolare Planeten (also Planeten, die um andere Sterne als unsere Sonne kreisen) haben bekannte Massen und Umlaufbahnen, sind aber im Übrigen recht rätsel-hafte Objekte. Obwohl sie alle zum Beispiel massereich genug sind, um ihre eigene Atmosphäre zu besitzen, ist fast nichts über diese Atmosphären bekannt. Der Grund ist einfach: nur einige wenige dieser Planeten sind überhaupt direkt infolge des blendenden Lichts ihrer nahgelegenen Sonnen aufgespürt worden. Nahezu alle wurden auf indirektem Weg durch die Pendelbewegung ihrer Heimatsterne entdeckt. Die Untersuchung der Atmosphäre eines Planeten ist deshalb eine schwierige Aufgabe, aber eine, die für diejenigen Wissenschaftler von großer Bedeutung ist, die versuchen herauszufinden, wie sich die irdische Atmosphäre bildete und entwickelte.

David Charbonneau, Astronom am CfA, hat mit sieben weiteren Kollegen jetzt erfolgreich die Atmosphäre des Planeten um den in der Nähe gelegenen Stern HD189733 untersucht. Der Planet ist etwas massereicher als Jupiter und umkreist den Stern hautnah – in nur 3% der Entfernung der Erde von der Sonne und ist daher seinem Stern noch viel näher als Merkur der Sonne. Alle 2.2 Tage vollendet der Planet einen Umlauf, der ihn von der Erde aus gesehen vor dem Stern vorbeiführt (ein „Transit“). Die Astronomen kannten die Bahndaten sehr genau und nutzten das Spektrometer auf dem Spitzer-Weltraum-Teleskop, um den Stern genau zu dem Zeitpunkt an-zuvisieren, als der Planet in der Mitte seines Transits war und wiederholten die Beobachtungen einen Monat später.

Im Infrarot gibt dieser Planet etwa ein halbes Prozent der vom Stern ausgesandten Lichtmenge ab – nicht viel, aber für moderne Instrumente ausreichend. Unter Verwendung ausgeklügelter Datenanalysemethoden, die sicherstellen sollen, daß wirklich das Licht des Planeten aufgefangen wird und nicht etwa ein von außen eingestreutes Störsignal, erhielten die Wissenschaftler ein Infrarotspektrum des Planeten bei Wellenlängen, wo sie erwarteten, die verräterische Signatur von atmosphärischem Wasserdampf zu sehen. Doch zu ihrer Überraschung war nichts zu sehen und es gab keinerlei Hinweise auf Methangas, ein weiterer atmosphärischer Bestandteil, den die Forscher auf Grund der theoretischen Modelle erwarteten. Es ist jetzt noch zu früh, die Folgen aus diesen unerwarteten Ergebnissen abzuschätzen und ob sie beispielsweise darauf hindeuten, daß die Modelle für extrasolare planetare Atmosphären im Grundsätzlichen fehlerhaft sind. Das neue Ergebnis macht dennoch die erstaunliche Fähigkeit von Wissenschaftlern deutlich, von der Erde aus die Chemie der Atmosphären exotischer Planeten um ferne Sterne zu untersuchen.

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