Schwefelwasserstoff in der Atmosphäre liefert Hinweise auf Entstehungsgeschichte
Auf dem 64 Lichtjahre entfernten Planeten HD 189733b stinkt es gewaltig nach verfaulten Eiern: Beobachtungen eines Forschungsteams aus den USA mit dem Weltraumteleskop James Webb zeigen einen hohen Anteil an Schwefelwasserstoff in der Atmosphäre des heißen jupitergroßen Planeten. Astronomen hatten seit langem vermutet, dass die Atmosphäre von HD 189733b diesen auch von Stinkbomben her bekannten Stoff enthält. Der jetzt gelungene Nachweis könne dabei helfen, die Entstehung von „heißen Jupitern“ bei anderen Sternen zu erklären, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.
HD 189733b ist ein Höllenplanet: Er umrundet seinen Zentralstern alle 2,2 Tage auf einer extrem engen Umlaufbahn – 13-mal näher als der Planet Merkur bei unserer Sonne. Dadurch herrschen in seiner Atmosphäre Temperaturen von über 900 Grad Celsius. Winzige Glaspartikel, von starken Winden mit bis zu 8000 Kilometern pro Stunde um den Planeten gejagt, färben die Atmosphäre tiefblau, wie Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop 2013 zeigten.
„Wir suchen deshalb dort nicht nach Leben“, erläutert Guangwei Fu von der Johns Hopkins University in Baltimore, „dafür ist der Planet zu heiß.“ Aber mit seiner – astronomisch gesehen – geringen Entfernung ist HD 189733b der uns am nächsten gelegene heiße Jupiter. „Deshalb können wir aus der Untersuchung seiner Atmosphäre etwas über diese Klasse von Planeten lernen – und darüber, wie heiße Jupiter entstehen.“
Frühere Beobachtungen hatten bereits Wasserdampf und Kohlenmonoxid in der Atmosphäre aufgespürt. Theoretische Modelle für die Entstehung des Planeten lieferten die Vorhersage, dass es dort auch Schwefelwasserstoff geben sollte – jedoch kein Methan. Deshalb sorgten in der Fachwelt in den Jahren 2008 und 2009 Meldungen über den Nachweis von Methan in der Atmosphäre von HD 189733b für Aufsehen. Weitere Beobachtungen konnten diese Entdeckung jedoch nicht bestätigen.
Fu und seinen Kollegen gelang es nun, mit dem James Webb Space Telescope eindeutig Schwefelwasserstoff bei dem Planeten nachzuweisen. Der Planet zieht von der Erde aus gesehen alle zwei Tage vor seinem Zentralstern vorüber und schwächt dadurch dessen Licht geringfügig ab. Diese „Transits“ haben 2005 auch zur Entdeckung von HD 189733b geführt. Ein Teil des Sternenlichts geht dabei aber auch durch die Atmosphäre des Planeten hindurch. Dabei hinterlassen die Bestandteile der Atmosphäre Spuren in dem Licht, Abschwächungen bei charakteristischen Wellenlängen.
Neben Schwefelwasserstoff haben Fu und seine Kollegen auch solche Spektrallinien der bereits bekannten Stoffe Wasserdampf und Kohlenmonoxid gefunden, sowie von Kohlendioxid. Die Beobachtungen zeigen darüber hinaus mit hoher Genauigkeit, dass es keinerlei Spuren von Methan in der Atmosphäre des Planeten gibt. Die Forscher schließen aus ihren Daten, dass HD 189733b durch die Verschmelzung vieler kleinerer, wasserreicher Planetenbausteine entstanden sei. Fu und seine Kollegen wollen jetzt mit dem Webb-Teleskop bei weiter entfernten heißen Jupitern nach Schwefelwasserstoff suchen – um so zu überprüfen, ob alle derartigen Planeten auf die gleiche Art und Weise entstanden sind.
Bildquelle: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University
