Exoplanet: Auf Wasp-121 b könnte es Edelsteine regnen

Forscher haben die Atmosphäre eines Exoplaneten in einem entfernten Sternensystem näher untersucht. Die Niederschläge dort könnten wertvoll sein.

Artikel veröffentlicht am 22. Februar 2022, 11:34 Uhr, Werner Pluta

Künstlerische Darstellung des Exoplaneten Wasp-121 b: Wasseratome zerfallen. (Bild: Patricia Klein und MPIA)

Wolken aus Metall, 1.500 Grad Celsius Temperaturunterschied zwischen Tag- und Nachtseite und Regen aus Edelsteinen: Ein Team des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) in Heidelberg hat einen Exoplaneten untersucht, auf dem extreme Bedingungen herrschen.

Wasp-121 b ist ein sogenannter heißer Jupiter - das ist ein jupiterähnlicher Riesengasplanet, der sein Zentralgestirn auf einer engen Bahn umkreist. Entsprechend kurz ist die Umrundung: Der Exoplanet, der sich 855 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Puppis befindet, braucht dafür nur 30 Stunden. Die Rotation des Planeten ist dabei an die Umlaufbahn gebunden. Das bedeutet, dass immer dieselbe Seite des Planeten dem Stern zugewandt ist.

Durch die große Nähe zum Stern herrschen auf der Tagseite von Wasp-121 b extreme Temperaturen: bis zu 3.000 Grad Celsius in der oberen Atmosphäre. Das ist so heiß, dass Wassermoleküle in ihre atomaren Bestandteile zerfallen.

Auch auf der Nachtseite ist es heiß

Auf der Nachtseite des Planeten ist es rund 1.500 Grad Celsius kälter. Wegen der extremen Temperaturunterschiede zwischen den beiden Hemisphären gibt es starken Winde, die den Planeten von Westen nach Osten umwehen. Diese transportieren die Wasserstoff- und Sauerstoffatome auf die Nachtseite, wo sie sich wieder verbinden und Wasserdampf bilden.

Auf dem Planeten ist es jedoch nicht kalt genug dafür, dass sich Wasserwolken bilden und es regnet. Stattdessen weht ein Wind den Wasserdampf schließlich wieder auf die Tagseite und der Zyklus beginnt erneut.

Dennoch gibt es auch auf Wasp-121 b Wolken und Niederschläge, und zwar sehr ungewöhnliche: Die Wolken bestehen hauptsächlich aus Metallen wie Eisen, Magnesium, Chrom und Vanadium. Bei früheren Beobachtungen wurden diese Metalle als Gase auf der heißen Tagseite nachgewiesen.

Metall kondensieren

Neue Daten des Weltraumteleskops Hubble deuten darauf hin, dass die Temperaturen auf der Nachtseite tief genug sinken, damit die Metalle zu Wolken kondensieren können. Die gleichen Winde, die den Wasserdampf auf die Tagseite bringen, blasen den Erkenntnissen zufolge diese Metallwolken auch auf die Tagseite, wo sie erneut verdampfen.

Aluminium und Titan wurden nicht in der Atmosphäre des Exoplaneten nachgewiesen. Das Team vermutet, dass diese Metalle kondensiert und in tiefere Schichten der Atmosphäre geregnet sind, die nicht beobachtet werden können.

Dieser Regen wäre dann höchst sonderbar: Aluminium bildet zusammen mit Sauerstoff das Mineral Korund. Wird dieses mit Chrom, Eisen, Titan oder Vanadium verunreinigt, entstehen Rubin oder Saphir. Auf der Nachtseite von Wasp-121 b könnte es also flüssige Edelsteine regnen.

Es sei das erste Mal, dass die Nachtseite eines heißen Jupiters so genau untersucht worden wurde, schreibt das Team in der Fachzeitschrift Nature Astronomy. "Trotz der Entdeckung von Tausenden von Exoplaneten konnten wir bisher nur die Atmosphären eines kleinen Teils der Planeten untersuchen, da die Beobachtungen sehr schwierig sind", sagte Teamleiter Thomas Mikal-Evans vom MPIA."Bisher haben die meisten dieser Messungen nur begrenzte Informationen geliefert, wie z. B. grundlegende Details über die chemische Zusammensetzung oder die durchschnittliche Temperatur in bestimmten Unterregionen der Atmosphäre."

Wasp-121 b wurde bereits 2015 entdeckt. Die neuen Daten hat das Weltraumteleskop Hubble gesammelt.