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Exoplaneten: Ein Orkan aus Kohlenmonoxid

Gasplanet
Gasplanet
Heißer Gasplanet (künstlerische Darstellung) | Wenn Planeten ihren Zentralstern in geringer Entfernung umrunden, können sich in ihrer Atmosphäre große Temperaturunterschiede aufbauen. Das kann zu Orkanen führen, die weitaus gewaltiger sind als solche auf der Erde.
Der Gasplanet HD209458b war der erste Exoplanet, der durch einen Transit identifiziert wurde: Wenn er von der Erde aus gesehen vor seinem Zentralstern vorbeizieht, schwächt er dessen Licht eine Zeitlang geringfügig ab. Das geschieht alle 3,5 Tage, so dass Astronomen seither die Gelegenheit hatten, ihn genau zu studieren. Bei einem Transit durchquert ein Teil des Sternlichts die Atmosphäre des Planeten, so dass die in der Atmosphäre enthaltenen Moleküle ihre Absorptionslinien im Spektrum hinterlassen. So fanden die Astronomen heraus, dass in der Hülle des Planeten Kohlenmonoxid vorhanden ist.

Wenn sich der Planet von der Erde weg- oder auf sie zu bewegt, erscheinen die Spektrallinien zum roten beziehungsweise blauen Ende des Spektrums verschoben. Diese Verschiebung maß ein Forscherteam um Ignas Snellen vom Observatorium Leiden in den Niederlanden. Sie verwendeten dazu den Infrarotspektrografen CRIRES auf dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte. Die Messung war so genau, dass sich die Umlaufgeschwindigkeit des Planeten selbst bestimmen ließ: Sie beträgt 140 Kilometer pro Sekunde. Somit war es möglich, auch die Masse von HD209458b mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz direkt zu berechnen. Sie entspricht 60 Prozent der Jupitermasse.


Dies war das erste Mal, dass Forscher die Umlaufgeschwindigkeit und die Masse eines Exoplaneten auf diese Weise ermittelten. Bei der üblichen Radialgeschwindigkeitsmethode misst man lediglich die Geschwindigkeit des Zentralsterns, der sich mit dem Planeten um den gemeinsamen Schwerpunkt bewegt. Wenn die Masse des Zentralsterns bekannt ist, lässt sich somit die Masse des Begleiters abschätzen.

Kleine Abweichungen in der Verschiebung der Spektrallinien machten die Astronomen auf ein weiteres Phänomen aufmerksam: In der Atmosphäre des Planeten wüten Orkane mit einer Geschwindigkeit von 5000 mit 10000 Kilometern pro Stunde. Diese gewaltigen Stürme können zustandekommen, weil der Gasriese seinen Zentralstern in einer sehr geringen Entfernung umrundet – in nur einem Zwanzigstel der Entfernung der Erde zur Sonne. Der Stern heizt die ihm zugewandte Seite des Planeten bis auf 1000 Grad Celsius auf. Da der Gasriese dem Stern stets die gleiche Seite zuwendet, ist der Temperaturunterschied zwischen Tag- und Nachtseite sehr groß. Große Temperaturunterschiede führen auf der Erde zu starken Winden, und ebenso ist es auf HD209458b – nur in viel größerem Maßstab.

Manuela Kuhar

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