Heiße Jupiter: Nachts stark bewölkt

Messungen zeigen auf den sternabgewandten Seiten dieser Planeten überraschend nahezu einheitliche Temperaturen

Riesenplaneten auf sehr engen Umlaufbahnen um ihre Sterne – von den Astronomen als „heiße Jupiter“ bezeichnet – weisen auf ihrer Nachtseite eine nahezu einheitliche Temperatur um 800 Grad Celsius auf. Das zeigt die Untersuchung von insgesamt zwölf derartigen Planeten durch ein Forscherteam aus Kanada. Atmosphärenmodelle der heißen Jupiter hatten im Gegensatz dazu eine deutliche Abhängigkeit der Nachttemperatur von der Energiemenge vorhergesagt, die der Stern dem Planeten auf der Tagseite zuführt. Ursache für die Diskrepanz zwischen Modell und Beobachtung sei mit größter Wahrscheinlichkeit eine dichte Wolkendecke in der Hochatmosphäre. Die Wolken bestünden jedoch nicht aus Wasserdampf, sondern aus Mangansulfid oder Silikaten, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

„Heiße Jupiter haben vermutlich stets eine gebundene Rotation, zeigen ihrem Stern also stets die gleiche Seite“, erläutern Dylan Keating, Nicolas Cowan und Lisa Deng von der McGill University in Montréal. Dadurch heizt sich die Tagesseite stark auf, wobei die Gleichgewichtstemperatur von der Strahlung des Sterns auf Höhe der Umlaufbahn des Planeten abhängt. Dieser Zusammenhang lässt sich in den Beobachtungsdaten auch eindeutig nachweisen: Die Tagestemperaturen der untersuchten zwölf Planeten reichen von 700 bis 3000 Grad Celsius und sind dabei unmittelbar von der eingestrahlten Energiemenge abhängig.

Ohne Atmosphäre würde die Nachtseite eines gebunden rotierenden Planeten alle Wärme ins Weltall abgegeben und auf eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abkühlen. Die Atmosphäre führt jedoch zu einem Wärmefluss von der heißen Tag- zur kalten Nachtseite. Die bisherigen Atmosphärenmodelle hatten vorhergesagt, dass die sich so einstellende Gleichgewichtstemperatur auf der Nachtseite von der Tagestemperatur abhängt, also mittelbar von der eingestrahlten Energie.

Die Beobachtungen lieferten jedoch eine nahezu konstante Temperatur von etwa 800 Grad Celsius, die lediglich bei extrem heißen Planeten ein wenig höher liegt. Wie Keating, Cowan und Dang betonen, verwenden die bisherigen Modelle der Einfachheit halber jedoch für ihre Berechnungen Atmosphären ohne Wolken. Die Diskrepanz erkläre sich also wahrscheinlich durch eine dichte Wolkendecke. Die Temperatur der Wolken hängt dann entscheidend von der Kondensationstemperatur ihrer Bestandteile ab – und das liefert, wie die drei Forscher zeigen, genau die beobachtete nahezu konstante Nachttemperatur. Die Wolken bestehen, so die Wissenschaftler weiter, vermutlich aus relativ großen Körnchen aus Mangansulfid oder Silikaten. Um die Atmosphären heißer Jupiter vollständig zu verstehen, müssten jetzt vollständig dreidimensionale Modelle unter realistischer Berücksichtigung der Wolkenbildung entwickelt werden.

Bildquelle: Nasa

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