WASP-121 b: Exoplanet mit Eisenregen und heftigen Winden
Eine internationale astronomische Forschungsgruppe(öffnet im neuen Fenster) hat den Exoplaneten Wasp-121 b laut eigener Aussagen in einer bisher nicht dagewesenen Detailgenauigkeit und -tiefe für einen Planeten außerhalb des Sonnensystems untersucht und komplizierte Wettermuster entdeckt.
Wasp-121 b ist etwa 900 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dessen starke Winde transportieren Elemente wie Eisen und Titan um den Planeten herum. Bei dem Exoplaneten handelt es sich um einen ultraheißen Jupiter, also um einen Gasriesenplaneten mit rund der 1,2-fachen Masse des Jupiters. Seinen Stern umkreist er in gerade einmal 30 Erdstunden.
Folglich ist eine Seite des fernen Gasriesen immer seinem Stern zugewandt, während die Nachtseite ständig zum kühlen Weltraum zeigt. Eisen und andere Metalle verdampfen auf der glühend heißen Tagesseite und werden über den Planeten zur Nachtseite geblasen, wo sie kondensieren und als flüssiger Metallregen niedergehen.
Die Beobachtung von Wasp-121 b
Untersucht wurde der Exoplanet in der Atacama-Wüste im Norden Chiles mit dem Instrument Espresso (Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) des Very Large Telescope (VLT) . Mit einem Weltraumteleskop sei diese Art der Beobachtung nur schwierig durchzuführen, erklärt das Forschungsteam(öffnet im neuen Fenster) in der Pressemitteilung.
Das Team richtete Espresso auf Wasp-121 b für einen vollständigen Transit um seinen Stern. Damit konnte die Signatur mehrerer Chemikalien in der Atmosphäre des ultraheißen Gasriesens in verschiedenen atmosphärischen Schichten nachgewiesen werden. Eine 3D-Karte seiner Atmosphäre führte dazu, dass verschiedene Arten von Winden in verschiedenen Schichten der Welt entdeckt wurden. Zudem erstreckt sich ein Jetstream über die Hälfte des Planeten hinweg.
Ein Jetstream und die Entdeckung von Titan
Wenn dieser Jetstream zunehmend schneller wird, scheint er die Atmosphäre von Wasp-121 b am Himmel heftig durcheinanderzuwirbeln. Dies passiert, sobald er die Linie zwischen der Nacht- und der Tagesseite des Planeten überquert und sich in Richtung der heißen Hälfte bewegt.
Der Jetstream lässt das Material um den Äquator des Planeten rotieren, während eine separate Strömung in tieferen Schichten der Atmosphäre Gas von der heißen zur kühlen Seite bewegt. Das Team verfolgte die Bewegung von Eisen, Natrium und Wasserstoff und nutzte diese Elemente, um die Winde in den tiefen, mittleren und flachen Schichten der Atmosphäre von Wasp-121 b zu verfolgen.
Eine Überraschung war die Entdeckung von Titan direkt unter dem Jetstream. Frühere Beobachtungen des Exoplaneten entdeckten kein Titan. Die Diskrepanz könnte darauf zurückzuführen sein, dass der Titananteil tief in der ultraheißen Jupiteratmosphäre verborgen war.
Zur Studie
Die Studie wurde am 18. Februar 2025 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht: Vertical structure of an exoplanet's atmospheric jet stream(öffnet im neuen Fenster) (Vertikale Struktur des atmosphärischen Jetstreams eines Exoplaneten).