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Astronomie: Schlechtes Wetter auf fernem Planeten

Forscher haben erstmals eine detaillierte Karte über die Temperaturverteilung und das Wasservorkommen in der Atmosphäre eines Exoplaneten erstellt. Damit könnten auch Erkenntnisse über die Entstehung der Planeten in unserem Sonnensystem gewonnen werden.

Artikel veröffentlicht am ,
Exoplanet Wasp-43b: 19 Stunden sind ein Jahr
Exoplanet Wasp-43b: 19 Stunden sind ein Jahr (Bild: Nasa, Esa, Z. Levay/STScI)

Wissenschaftler haben erstmals eine Wetterkarte eines Exoplaneten angefertigt: Aus den Daten des Weltraumteleskops Hubble haben Forscher aus Europa und den USA eine Karte der Temperaturverteilung auf dem Exoplaneten Wasp-43b erstellt. Es ist die genaueste Karte dieser Art eines Exoplaneten - und sie zeigt, dass Wasp-43b ein ungemütlicher Ort ist. Außerdem haben die Experten den Wassergehalt in der Atmosphäre bestimmt.

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Wasp-43b ist etwa so groß wie der Jupiter und hat doppelt so viel Masse. Er umkreist den Stern Wasp-43, einen Stern der Klasse K, im etwa 261 Lichtjahre entfernten Sternbild Sextant. Wie der Mond hat auch Wasp-43b eine gebundene Rotation, das heißt, es zeigt immer die gleiche Seite zum Stern.

Heißer Gasriese

Wasp-43b gehört zu den Hot Jupiters, großen Gasplaneten, die ihrem Zentralgestirn deutlich näher sind als Jupiter der Sonne. Wasp-43b ist seinem Stern so nahe, dass er ihn in nur etwa 19 Stunden umrundet. Entsprechend sind die Bedingungen: Auf der dem Stern zugewandten Seite herrschen Temperaturen von etwa 1.500 Grad Celsius. Auf der abgewandten Seite ist es 1.000 Grad kälter - aber mit 500 Grad auch noch sehr heiß. Zwischen der Tag- und der Nachtseite toben Stürme mit Schallgeschwindigkeit.

  • Temperaturkarte des Exoplaneten Wasp-43b: Am heißesten ist es in der weißen Region auf der Tagseite. Dort herrschen etwa 1.500 Grad. auf der Nachtseite (dunkel) ist es mit etwa 500 Grad deutlich kälter. (Bild: Nasa, Esa, Z. Levay/STScI)
Temperaturkarte des Exoplaneten Wasp-43b: Am heißesten ist es in der weißen Region auf der Tagseite. Dort herrschen etwa 1.500 Grad. auf der Nachtseite (dunkel) ist es mit etwa 500 Grad deutlich kälter. (Bild: Nasa, Esa, Z. Levay/STScI)

Um die Atmosphäre des Planeten zu untersuchen, haben die Forscher aus Europa und den USA erstmals zwei Methoden kombiniert: Mit Hilfe der Transmissionsspektroskopie analysierten sie, wie die Atmosphäre des Planeten das Licht des Zentralgestirns filtert. Damit konnten sie den Wassergehalt in der Atmosphäre an der Grenze von Tag- und Nachtseite bestimmen.

Temperaturverteilung

Mit Hilfe des zweiten Verfahrens, der Emissionsspektroskopie, konnten sie die Wetterkarte noch genauer machen. Dabei wird praktisch das gesamte Licht des Sterns - über 99,95 Prozent - gefiltert, so dass nur noch das Licht übrig bleibt, das vom Planeten selbst kommt. Dieses Verfahren haben die Forscher an verschiedenen Punkten des Orbits angewandt: So konnten sie eine detaillierte Karte mit den Temperaturen und dem Wassergehalt auf verschiedenen Längengraden des Planeten erstellen.

Anders als etwa die Erde reflektiert die Atmosphäre von Wasp-43b nur sehr wenig Licht von seinem Zentralgestirn. Das bedeutet, dass es dort keine Atmosphäre mit Wolken wie auf unserem Planeten gibt - Wolken reflektieren sehr viel Licht. Dennoch konnten Forscher Wasserdampf in der Atmosphäre des Planeten nachweisen. Hinweise auf Wasser hat es auch schon auf anderen Planeten im System von Wasp-43 gegeben.

Drei Jahre in vier Tagen

Bei der Arbeit erwies sich die besondere Situation des Planeten als Vorteil: "Wir konnten drei vollständige Umläufe - also drei Jahre auf diesem fernen Planeten - in nur vier Tagen beobachten", erklärte Projektleiter Jacob Bean von der Universität in Chicago. "Das war wesentlich, um die erste vollständige Temperaturkarte für einen Exoplaneten zu erstellen und seine Atmosphäre darauf untersuchen zu können, welche Elemente sie wo enthält."

"Der Planet ist so heiß, dass das Wasser in der Atmosphäre verdampft, anstatt wie auf dem Jupiter zu eisigen Wolken zu kondensieren", sagte Laura Kreidberg von der Universität von Chicago. Das habe es ermöglicht, den Wassergehalt zu bestimmen.

Eis auf dem Jupiter

Dies sei bei Gasriesen in unserem Sonnensystem nicht möglich: Weil es dort sehr kalt ist, ist das Wasser gefroren. Bisher seien aber noch keine Sonden tief genug in Jupiters Atmosphäre eingedrungen, um die Wasservorkommen dort messen zu können. Forscher vermuten, dass Wasser eine Rolle bei der Entstehung von Riesenplaneten spiele. Deshalb ist es wichtig, zu analysieren, welche Substanzen in welcher Menge in der Atmosphäre eines Planeten vorkommen.

Auf Wasp-43b fanden die Forscher die gleiche Menge an Wasser, die auch auf einem Planeten mit der gleichen chemischen Zusammensetzung in unserem Sonnensystem zu erwarten ist. Die Erforschung ferner Planeten könnte also auch Aufschluss darüber geben, wie diese in unserem Sonnensystem entstanden.

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Hanmac 10. Okt 2014

ich würde zb gern erfahren wie es möglicherweise auf einem Planeten mit hohem Eisenanzeil...

plutoniumsulfat 10. Okt 2014

Das globale Wetter kennt man hier glaube ich ziemlich genau.

plutoniumsulfat 10. Okt 2014

Wäre das nciht der Jupiter, wo es noch nicht geklärt ist, wie viel Wasser er enthält...


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