Warmer Neptun mit alter Atmosphäre

Astronomen untersuchen Lufthülle eines Exoplaneten

Greenbelt (USA) - Die Erforschung von Planeten bei anderen Sternen schreitet mit großen Schritten voran. Erstmals gelang jetzt einem internationalen Forscherteam ein Blick in die Atmosphäre eines „warmen Neptuns“ – eines Planeten von der Größe Neptuns also, der aber auf einer engeren Bahn um seinen Zentralstern kreist als der Eisplanet in unserem Sonnensystem. Der 430 Lichtjahre entfernte Exoplanet besitzt eine weitgehend wolkenlose Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Daraus, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“, lasse sich schließen, dass der Planet viel näher an seinem Stern entstanden ist als der solare Neptun.

„Neptungroße Planeten zählen zu den häufigsten Planeten bei anderen Sternen“, erläutern Hannah Wakeford vom Goddard Space Flight Center der US-Raumfahrtbehörde Nasa und ihre Kollegen. „Sie besitzen jedoch zumeist Umlaufbahnen, die sich erheblich von jener Neptuns in unserem Sonnensystem unterscheiden.“ So umrundet der von Wakeford und ihren Kollegen untersuchte Planet HAT-P-26 b seinen Zentralstern, der etwas kleiner ist als unsere Sonne, alle 4,2 Tage in einem Zwanzigstel des Abstands Erde-Sonne.

Zum Glück für die Astronomen liegt seine Umlaufbahn dabei so, dass er von der Erde aus gesehen regelmäßig vor seinem Stern vorüberzieht. Bei diesen „Transits“ verringert er nicht nur die Helligkeit des Sterns ein klein wenig, sondern ein Teil des Sternenlichts geht durch seine Atmosphäre hindurch. Dabei hinterlässt die Atmosphäre charakteristische Spuren – Absorptionslinien – im Spektrum des Sternenlichts, aus denen die Forscher Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Atmosphäre ziehen können.

Wakeford und ihre Kollegen beobachteten vier Transits mit dem Weltraumteleskop Hubble und einen weiteren Transit mit dem Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer. Die Forscher stießen in den kombinierten Daten auf starke Absorption durch Wasserdampf. Aus den Beobachtungen folgert das Team auf eine nahezu wolkenlose Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Weiterhin erlaubt die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre Rückschlüsse auf die Häufigkeit von Elementen schwerer als Helium.

Und hier stießen Wakeford und ihre Kollegen auf eine Überraschung: Diese schweren Elemente sind in der Atmosphäre von HAT-P-26 b etwa fünfmal häufiger als in unsere Sonne. Das ist unerwartet wenig, denn beim Planeten Neptun in unserem Sonnensystem sind schwere Elemente etwa hundertmal häufiger als in unserer Sonne. Das, so die Forscher, deute darauf hin, dass die Entwicklungsgeschichte des Exoplaneten eine völlig andere ist als die des solaren Neptun. Die Atmosphäre von HAT-P-26 b ist vermutlich nahezu ursprünglich, entspricht also noch sehr stark der Zusammensetzung der Gaswolke, aus der der Planet entstanden ist. Im Gegensatz dazu wurde die Atmosphäre Neptuns im späteren Verlauf durch den Zustrom weiterer kleiner Himmelskörper verunreinigt. HAT-P-26 b sei daher vermutlich bereits sehr nahe an seinem Stern entstanden, so die Forscher, und nicht erst später aus weiter entfernten Regionen dorthin gewandert.

Bildquelle: Nasa

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!