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Donnerstag, 24. Juni 2010

Erstmalige Beobachtung: Supersturm wütet auf fernem Exoplaneten

Künstlerische Darstellung eines Planeten mit extrem starken Winden | Copyright: ESO/L. Calcada

Leiden/ Niederlande - Auf dem 150 Lichtjahre von der Erde entfernten Planeten HD209458b tobt ein Sturm aus heißem Kohlenmonoxid-Gas. Bei dem mit bis zu 10.000 Stundenkilometern von der Tages- zur Nachtseite fegenden Winden handelt es sich um den ersten Supersturm, der auf einem Exoplaneten, also einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, entdeckt wurde.

Wie das Forscherteam aus Astronomen der Sternwarte Leiden, dem "Netherlands Institute for Space Research (SRON) und vom "Massachusetts Institute of Technology" (MIT) im Fachmagazin "Nature" berichtet gelang die Entdeckung mittels hochaufgelöster Bebachtungen mit dem "Very Large Telescope" (VLT) und dem und dem Spektrografen "CRIRES" der Europäischen Südsternwarte in Chile.

150 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet sich der Gasplanet mit etwa 60 Prozent der Masse des Jupiters in einem Planetensystem um den sonnenähnlichen Stern HD209458 im Sternbild Pegasus. Seine Umlaufbahn entspricht nur einem Zwanzigstel des Abstands zwischen der Erde und der Sonne. Seinem Stern wendet der Planet immer dieselbe Seite zu, weswegen die Temperaturen auf dieser Tagseite Werte von bis zu 1000 Grad Celsius erreichen, während es auf der Nachtseite sehr kalt ist. Wie auf der Erde, so sind es auch auf HD209458b diese großen Temperaturunterschiede, welche die starken Winde entstehen lassen.

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HD209458b war der erste Planet, bei dem man so genannte Transits nachweisen konnte: Alle 3,5 Tage zieht der Planet auf seiner Umlaufbahn von der Erde aus gesehen für etwa drei Stunden lang vor seinem Mutterstern vorbei und schirmt dabei einen kleinen Teil des Sternlichts ab. Während dieser "Sternfinsternis" läuft ein winzig kleiner Teil des Sternlichtes auf dem Weg zu uns durch die Atmosphäre des Planeten, die darin ihre Spuren hinterlässt.

Die Beobachtungen an HD209458b dauerten fünf Stunden, und erfassten dabei einen der Transits. "CRIRES ist dabei das einzige Instrument auf der Welt, das derart präzise Spektren der Kohlenmonoxidlinien liefern kann. Wir konnten die Position der Spektrallinien auf 1/100.000 genau bestimmen", erläutert Remco de Kok, ein Mitglied des Teams. "Dank dieser hohen Genauigkeit konnten wir die Geschwindigkeit des Kohlenmonoxidgases bestimmen – unter Ausnutzung des so genannten Dopplereffekts, der Positionen von Spektrallinien und Geschwindigkeiten verknüpft."

Zusätzlich zur Bestimmung der Windgeschwindigkeiten sind den Astronomen mehrere andere Erstnachweise gelungen. So konnten sie die Geschwindigkeit, mit der sich der Exoplanet um seinen Mutterstern bewegt, direkt messen: "Üblicherweise bestimmt man die Masse eines Exoplaneten indirekt, indem man die äußerst geringe Bewegung des Sterns vermisst, die sich ergibt, weil Stern und Planet um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreisen. Dann schätzt man die Masse des Sterns anhand seines Spektrums und theoretischer Modelle ab und erhält daraus einen Wert für die Masse des Planeten. Im Fall von HD209458b konnten wir die Bewegung des Planeten nun auch direkt messen, so dass sich die Massen von Stern und Planet direkt bestimmen lassen", erklärt Koautor Ernst de Mooij.

Außerdem konnten die Astronomen erstmals den Kohlenmonoxidanteil in der Atmosphäre des Planeten bestimmen. "Es sieht so aus, als wäre HD209458b tatsächlich genauso kohlenstoffreich wie Jupiter und Saturn. Das deutet darauf hin, dass er auf ähnlich Art und Weise entstanden ist", sagt Ignas Snellen, der Leiter des Astronomenteams. "In Zukunft werden Astronomen solche Messungen auch an erdähnlichen Planeten einsetzen können um deren Atmosphären zu studieren und so herauszufinden, ob Leben auch anderswo im Universum existieren kann."


Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / eso.org / mpia.de
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