Was der Helium-Schweif des Exoplaneten verrät

Künstlerische Impression des Exoplaneten WASP-69b vor seinem Zentralstern.

Künstlerische Impression des Exoplaneten WASP-69b vor seinem Zentralstern.

Universität Göttingen erforscht in internationalem Team die Veränderungen der Atmosphäre

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Instituts für Astrophysik der Universität Göttingen hat entdeckt, dass der extrasolare Gasplanet WASP-69b einen kometenähnlichen Schweif aus Heliumpartikeln hinter sich herzieht. Angetrieben durch die Strahlung seines Zentralsterns entweicht das Gas aus der Atmosphäre des Exoplaneten. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Science erschienen.

Der Planet wurde während eines Transits beobachtet, als er vor seinem Zentralstern vorüberzog. Dabei verdeckten der Planet und seine Atmosphäre einen Teil des Sternlichts. ,,In einem Bereich des Spektrums, in dem Heliumgas Licht absorbiert, haben wir eine größere und länger anhaltende Verdunklung des Sternenlichtes beobachtet", sagt Hauptautorin Lisa Nortmann. Die Mitarbeiterin des Instituto de Astrofísica de Canarias ist ehemalige Doktorandin am Institut für Astrophysik Göttingen. ,,Die längere Dauer dieser Absorption lässt den Schluss zu, dass der Planet einen Schweif hat."

Das Team untersuchte zudem auch vier andere Planeten sowie die Zentralsterne der insgesamt fünf Exoplaneten. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Helium in den Atmosphären jener Planeten registriert wird, welche der stärksten Röntgenund extrem ultravioletten Strahlung ausgesetzt sind. ,,Dies ist ein erster großer Schritt, um herauszufinden, wie sich die Planeten-Atmosphären im Laufe der Zeit entwickeln", sagt Mitautor Dr. Mathias Zechmeister vom Institut für Astrophysik Göttingen.  ,,Die Ergebnisse solcher Studien könnten bestätigen, dass hochenergetische Strahlung vom Zentralstern die gasförmige Hülle von Gasplaneten abstreifen kann. So könnten sie sich in felsige Planeten mit einer ähnlichen Dichte wie der Venus oder der Erde verwandeln."

Die Ergebnisse erschließen ein neues Forschungsfeld. Dieses ermöglicht es, Verdampfungsprozesse in einer großen Anzahl von Planeten zu vergleichen. Unter anderem könnte die Frage beantwortet werden, ob leichte Planeten mit einer sehr kurzen Umlaufzeit tatsächlich die Kerne früherer Gasriesen wie Jupiter sind, deren Atmosphären in der Nähe ihrer Sterne verdampft sind. Um die Atmosphäre von WASP-69b zu beobachten, wurde das Carmenes-Instrument verwendet, das am 3,5-Meter-Teleskop des Calar Alto Observatoriums in Almería, Spanien, installiert ist. Mit diesem Spektrografen lässt sich sowohl sichtbares als auch infrarotes Licht mit hoher Genauigkeit untersuchen. Weitere Informationen zum Projekt sind unter https://carmenes.caha.es/ zu finden.

Originalveröffentlichung: Nortmann et al. "Ground-based detection of an extended helium atmosphere in the Saturn-mass exoplanet WASP-69b." Science (2018).

E-Mail: ansgar.reiners [at] phys.uni-goettingen (p) de

www.uni-goettingen.de/de/homepage/574854.html