Blick in die Atmosphäre eines ultraheißen Exoplaneten

Von den über 4.000 bisher entdeckten Exoplaneten muss einer der seltsamsten WASP-189b sein. Dieser ultraheiße Jupiter umkreist seinen Stern so nahe, dass seine Oberflächentemperatur bis zu 3.200 Grad Celsius betragen könnte, was heiß genug ist, um Eisen zu verdampfen . Jetzt haben Astronomen mit dem CHEOPS-Weltraumteleskop die Atmosphäre von WASP-189b untersucht und festgestellt, dass sie genauso seltsam ist wie der Planet darunter.

Es ist nicht einfach, die Atmosphäre eines Exoplaneten zu untersuchen, aber in diesem Fall konnten die Forscher das Licht des extrem heißen nahen Sterns betrachten. „Wir haben das Licht gemessen, das vom Mutterstern des Planeten kommt und durch die Atmosphäre des Planeten geht“, erklärte die Hauptautorin der Studie, Bibiana Prinoth, in einer Erklärung . „Die Gase in seiner Atmosphäre absorbieren einen Teil des Sternenlichts, ähnlich wie Ozon einen Teil des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre absorbiert, und hinterlassen dadurch ihren charakteristischen ‚Fingerabdruck'. Mit Hilfe [des HARPS-Spektrographen] konnten wir die entsprechenden Substanzen identifizieren.“

Das Team fand Hinweise auf Gase wie Eisen, Chrom, Vanadium, Magnesium und Mangan. Eine Substanz, die angezeigt wurde und besonders faszinierend ist, ist Titanoxid, das ähnlich wie Ozon in der Erdatmosphäre wirken könnte, indem es ultraviolette Strahlung absorbiert. Es gab auch Unterschiede zwischen dem, was das Team vorhersagte, und dem, was es tatsächlich fand, was darauf hindeutet, dass die Atmosphäre des Exoplaneten komplex sein und von starken Winden beeinflusst werden könnte, da sie verschiedene Schichten aufweist, die aus verschiedenen Gasen bestehen.

Während die Erdatmosphäre aus Schichten besteht, wurde beim Studium der Atmosphären von Exoplaneten oft angenommen, dass sie einfacher wären. Aber diese Forschung zeigt, dass dies nicht unbedingt der Fall ist. „Früher gingen Astronomen oft davon aus, dass die Atmosphären von Exoplaneten als einheitliche Schicht existieren und versuchten, sie als solche zu verstehen“, sagt Co-Autor Jens Hoeijmakers. „Aber unsere Ergebnisse zeigen, dass selbst die Atmosphären intensiv bestrahlter Gasriesen komplexe dreidimensionale Strukturen aufweisen.“

„Wir sind überzeugt, dass wir, um diese und andere Arten von Planeten – einschließlich der erdähnlicheren – vollständig verstehen zu können, die dreidimensionale Natur ihrer Atmosphären verstehen müssen“, stimmte Co-Autor Kevin Heng zu. „Dies erfordert Innovationen bei Datenanalysetechniken, Computermodellierung und grundlegender Atmosphärentheorie.“

Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.