Montag, 2. Juli 2012

Eruptionen auf ferner Sonne reißen Planetenatmosphäre ins All


Künstlerische Interpretation der verdampfenden Atmosphäre des Planeten HD 189733b vor dem Hintergrund seines Sterns | Copyright: NASA, ESA, L. Calçada

Paris (Frankreich) - Mit dem Weltraumteleskop "Hubble" haben Astronomen dramatische Veränderung in der oberen Atmosphäre eines fernen Planeten beobachtet. Nur kurz nach einer heftigen Sonneneruption, der den Planeten mit einer Flut intensiver Röntgen- und UV-Strahlung überschwemmte, verdampfte offenbar ein großer Teil der Atmosphäre des heißen Gasplaneten und wurde ins All gerissen. Die Beobachtung erlaubt den Astronomen beeindruckende Einblicke in ein sich abrupt dramatisch verändertes Klima eines Planeten außerhalb des Sonnensystems.

Wie das Team um Alain Lecavelier des Etangs vom französischen Institut d’astrophysique de Paris (CNRS, UPMC) aktuell im Fachmagazin "Astronomy and Astrophysics" berichten werden, gelang die erstaunliche Beobachtung anhand des Exoplaneten "HD 189733b", dieser "heiße Jupiter" umkreist den Stern (HD 189733A) der von der Erde rund 60 Lichtjahre entfernt ist, in einem Abstand von nur einem Dreizehntel der Distanz zwischen Erde und Sonne einmal alle 53 Tage. Er besitzt rund 10 Prozent mehr Masse des Jupiters, doch selbst Merkur - der innerste Planet im Sonnensystem - ist rund 10 Mal weiter von der Sonne entfernt als "HD 189733b" von seinem Mutterstern. Der Stern selbst hat etwa 80 Prozent der Masse unserer Sonne, ist etwa Dreiviertel so groß und Teil eines Doppelsternsystems, das er mit dem deutlich kleineres Stern "HD 189733B" (nicht zu verwechseln mit dem Planeten "HD 189733b") bildet.

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Während verschiedener Transits in den Jahren 2010 und 2011 konnten die Astronomen den Planeten vor dem Hintergrund seines Sterns beobachten und dabei seine Atmosphäre spektroskopisch auf ihre chemische Zusammensetzung hin analysieren.

Die Beobachtung des Verdampfens eines Großteils der Atmosphäre des Planeten bestätigt damit eine bereits  2004 gemachte ähnliche Beobachtung anhand des Planeten HD 209458b (die Original Pressemeldung zu dieser Entdeckung finden Sie HIER), dessen Atmosphäre ebenfalls ins All geweht wurde.

Die neuen Beobachtungsdaten deuten eindeutig auf eine Partikelfahne hin, die Gas aus der oberen Atmosphäre des Planeten in einer Rate von 1000 Tonnen pro Sekunde aus dem Planeten ins All reißt. Da trotz der vorherrschenden über 1000 Grad Celsius die Atmosphäre jedoch nicht heiß genug ist, um derartig ins All zu verfliegen. Stattdessen vermuten die Wissenschaftler, dass diese Verdampfung von starker Röntgen- und ultravioletter Strahlung, die - trotz der geringeren Größe - bei "HD189733A" dem etwa 20-fachen unserer Sonne entspricht, hervorgerufen wird. Aufgrund der großen Nähe zu seinem Stern, dürfte der Planet das rund Dreimillionenfache jener Dosis  abbekommen, was unsere Erde von der Sonne erfährt.

Gestützt wird diese Vermutung durch Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop "Swift", mit dem die Röntgenabstrahlung des Sterns beobachtet werden kann. Diese Aufnahmen zeigen, dass nur wenige Stunden vor der Beobachtung mit "Hubble" der Stern einen gewaltigen Röntgenblitz und eine Partikelfackel in Richtung des Planeten stieß. Diese Eruption ließ die Helligkeit des Sterns im Röntgenspektrum um das Vierfache ansteigen.

"Röntgenstrahlung ist zwar nur ein kleiner Teil des gesamten Outputs des Sterns, doch es ist genau dieser Teil des Spektrums, der energetisch genug ist, um die Verdampfung einer Atmosphäre voranzutreiben", erläutert Peter Wheatley von der University of Warwick. "Im aktuellen Fall handelt es sich um die bislang hellste Röntgeneruption von HD 189733A die bislang beobachtet werden konnte."

Auch wenn die Forscher davon ausgehen dass der Röntgenblitz die Atmosphäre verdampfen ließ, so gibt es auch noch andere Erklärungsmöglichkeiten. Beispielsweise könnte sich auch der allgemeine Niveau der Röntgenabstrahlung des Sterns zwischen den einzelnen - etwa ein Jahr voneinander getrennten - Beobachtungen, etwa in Folge eines "Sonnenflecken"-Zyklus, deutlich erhöht haben.

"Ganz gleich jedoch, ob die Verdampfung der Atmosphäre schon zuvor oder erst mit der starken Eruption begonnen hat", so die Forscher weiter, "so steht es ganz außer Frage, dass dieser Ausbruch den Vorgang noch zusehends befeuert hat."

Neben der Frage nach dem Grund für das Hinwegreißen der Atmosphäre, hat die Beobachtung auch Auswirkung auf das Studium von jupiterartigen Exoplaneten: Forscher vermuten, dass es sich bei zahlreichen, erst kürzlich entdeckten felsigen "Super-Erden", die ihre Sterne ungewöhnlich dicht umkreisen,  um Überbleibsel von Planeten wie "HD 189733b" nach dem fast vollständigen Verdampfen der Atmosphären handelt.

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Quelle: spacetelescope.org
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