Astronomen haben erstmals einen kometenartigen Schweif aus Gas an einem Exoplaneten entdeckt. Der Gasriese HD 209458b umkreist seinen Zentralastern so eng, dass die Gluthitze des Sterns selbst schwerere Elemente verdampft und teilweise ins All entweichen lässt. Durch die starken stellaren Winde strömen die Gase auf der sternabgewandten Seite besonders schnell und weit, wie die Forscher jetzt mit einem neuen Spektrographen am Hubble-Weltraumteleskop nachgewiesen haben.
Der Planet HD 209458b liegt 153 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist knapp so massereich wie Jupiter. Wie dieser ist auch HD 209458b ein Gasriese – allerdings ein extrem heißer. Denn er umkreist seinen Zentralstern 100 Mal näher als der Jupiter die Sonne. Für einen Umlauf benötigt er gerade einmal 3,5 Tage. Für jeden Organismus auf seiner Oberfläche wäre dies fatal, doch für die Astronomie ist gerade dies ein Himmelsgeschenk. Denn jedes Mal, wenn der Exoplanet vor seinem Stern vorüberläuft, dimmt er dessen Licht. Die Menge und Wellenlängen des absorbierten Lichts verraten wichtige Merkmale des Planeten und seiner Atmosphäre.
Chemischer Fingerabdruck per Spektrographie
Schon 2003 hatten Astronomen mit dem Imaging Spectrograph des Weltraumteleskops Hubble den Planeten beobachtet. Damals stellten sie bereits fest, dass der Planet eine aktive, ins All ausgasende Atmosphäre besitzt, die durch die Gluthitze des Sterns bis auf 1.100°C aufgeheizt wird. Welche Elemente ins All verdampfen und in welcher Form, konnte das Instrument damals allerdings nicht feststellen.
Jetzt hat ein Team von Astronomen unter Leitung von Jeffrey Linsky von der Universität von Colorado in Boulder HD 209458b erneut ins Visier genommen. Diesmal jedoch mit dem neuen Cosmic Origins Spectrograph (COS) des Weltraumteleskops. Es ist erstmals fähig, den chemischen Fingerabdruck eines Himmelskörpers im ultravioletten Wellenbereich des Lichts und mit höherer Auflösung zu erfassen. Die Studie ist jetzt im „Astrophysical Journal” erschienen.
Auch schwere Elemente verdampfen
Die neuen Messungen zeigen, dass sich auch schwere Elemente wie Kohlenstoff und Silizium in der Atmosphäre des Planeten befinden. Für die Astronomen ist dies ein Hinweis darauf, dass der nahe Stern die gesamte Gashülle des Planeten aufheizt und auch die schweren Elemente verdampft. Das allerdings heißt nicht, dass der gesamte Planet sich auflöst. „bis der Planet verdampft, würde es noch ungefähr eine Billion Jahre dauern“, so Linsky.
Unterschiede in Gasgeschwindigkeit deuten auf Schweif hin
Noch wichtiger aber: Das COS bestätigte auch erste Vermutungen der Forscher nach dem Messungen von 2003: „Seit 2003 haben Wissenschaftler die Theorie, dass die verlorene Masse zu einem Schweif zusammengedrückt wird, sie haben sogar schon berechnet, wie dieser aussehen müsste“, erklärt Jeffrey Linsky von der Universität von Colorado in Boulder, Leiter der COS-Studie. „Wir denken, dass wir jetzt die besten Beobachtungsdaten haben, um diese Theorie zu bestätigen.“
Denn die COS-Daten belegen, dass nicht alles entweichende Gas den Planeten mit der gleichen Geschwindigkeit verlässt – und auch nicht gleichmäßig in alle Richtungen. „Wir fanden Gas, das mit hoher Geschwindigkeit und ein Großteil dieses Gases strömte mit rund 35.000 Kilometer pro Stunde auf uns zu“, so Linsky. „Dieser Gasstrom besteht vermutlich aus Material, dass durch den Sternenwind zu einem kometenähnlichen Schweif ausgezogen wurde.“ Während des Transits, wenn der Planet genau zwischen seinem Zentralstern und der Erde steht, zeigt dieser Schweif vom Stern weg und damit in Richtung Erde.
(NASA, 22.07.2010 – NPO)
