Ein Exoplanet in Neptungröße wird von einer riesigen Wasserstoffwolke verfolgt. Diese Entdeckung könnte auch eine Methode zur Detektion extrasolarer Ozeane vorschlagen.
Bild über Mark Garlick / University of Warwick
Astronomen sind sehr daran interessiert, Exoplaneten zu finden - entfernte Planeten, die Sterne neben unserer Sonne umkreisen -, die Ozeane haben. Das liegt daran, dass das Leben, wie wir es auf der Erde kennen, Wasser braucht. Heute (24. Juni 2015) gab ein internationales Wissenschaftlerteam die Entdeckung eines Exoplaneten in Neptungröße bekannt, der von einer riesigen Wasserstoffwolke verfolgt wird. Sie sagen, dass dieser kometenähnliche Schwanz eines Exoplaneten die Bildung heißer und felsiger Supererden erklärt und möglicherweise auch eine Methode zur Erkennung extrasolarer Ozeane vorschlägt. Außerdem könnten sie die Entdeckung nutzen, um sich ein Bild von der Zukunft der Erdatmosphäre in vier Milliarden Jahren zu machen. Ihre Studie ist in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
David Sing vom Fachbereich Physik und Astronomie der University of Exeter hat die Studie mitverfasst. Er sagte:
Ausströmendes Gas wurde in der Vergangenheit für größere Gasriesen-Exoplaneten beobachtet, daher war es eine Überraschung, dass ein Blick auf einen viel kleineren Planeten zu einer so großen und atemberaubenden kometenähnlichen Darstellung führte.
Der Exoplanet ist den Astronomen GJ436b oder Gliese 436b bekannt. Die Astronomen entdeckten es im Jahr 2004 und erst später erkannten sie, dass dieser Planet Transiteoder geht von der Erde aus gesehen regelmäßig vor seinem Stern vorbei. Diese Transite haben es den Astronomen ermöglicht, herauszufinden, dass die Atmosphäre von Gliese 436b eine gigantische Spur von Wasserstoff hinterlässt.
Der Stern ist ein roter Zwerg (Gliese 436), 33 Lichtjahre entfernt und ungefähr halb so groß wie unsere Sonne. Der neptungroße Planet bewegt sich in nur drei Tagen im Orbit um diesen Stern. Es ist ungefähr 33 Mal näher an seinem Stern als die Erde an unserer Sonne. Und so ist die Sternenhitze die Atmosphäre des Planeten bis zu dem Punkt, an dem sich die Atmosphäre ausdehnt und der Anziehungskraft des Planeten entgeht. Mit anderen Worten, der Planet verliert seine Atmosphäre in den Weltraum. Wenn der Stern größer wäre und stärkeres Licht ausstrahlt, könnte er die Atmosphäre des Planeten vollständig zerstören. Aber dieser Stern ist ungefähr viermal schwächer als unsere Sonne. Auf diese Weise bildet die verdunstende Atmosphäre des Planeten eine riesige Wolke, die den Planeten umgibt und ihm folgt, ähnlich wie ein Komet.
David Ehrenreich, Astrophysiker an der Universität Genf und Hauptautor der Arbeit, sagte:
Diese Wolke ist sehr spektakulär. Es ist, als ob die Strahlung des Sterns, nachdem er die Atmosphäre des Planeten auf eine hohe Temperatur gebracht und den Wasserstoff verdampft hatte, zu schwach wäre, um die Wolke, die sich um den Planeten angesammelt hatte, wegzublasen.
Künstlerkonzept des warmen Exoplaneten GJ 436b in Neptungröße zu Beginn seines Transits über die Oberfläche seines Muttersterns. Bild via D.Ehrenreich / V. Bourrier (Universität Genf) / A. Gracia Berná (Universität Bern)
Die Astronomen nutzten das Hubble-Weltraumteleskop, um den Schatten dieser Wasserstoffwolke vor dem Stern zu entdecken. Diese Beobachtung hätte nicht von der Erde aus gemacht werden können, da unsere Atmosphäre das meiste ultraviolette Licht blockiert. Die Astronomen benötigten ein Weltraumteleskop mit Hubbles UV-Fähigkeit, um die Wolke sehen zu können. Ehrenreich erklärte:
Sie können es bei sichtbaren Wellenlängen nicht sehen. Aber wenn Sie das ultraviolette Auge von Hubble auf das System richten, ist das wirklich eine ziemliche Veränderung - der Planet wird zu einem monströsen Ding.
Ein anderer Koautor der Studie, Vincent Bourrier, sagte, dass diese Art der Beobachtung bei der Suche nach bewohnbaren Planeten sehr vielversprechend ist, seit…
... Wasserstoff aus dem Meerwasser, der auf etwas heißeren Planeten als der Erde verdunstet, konnte nachgewiesen werden.
Das Phänomen könnte sogar das Verschwinden von Wasserstoff aus der Erdatmosphäre erklären. Immerhin sind Wasserstoff und Helium die häufigsten Elemente im Universum. Als sich die Erde vor 4 Milliarden Jahren bildete, musste unsere Welt viel Wasserstoff gehabt haben, aber jetzt ist der Wasserstoff größtenteils verschwunden.
Schließlich sagen die Astronomen, Beobachtungen wie diese könnten uns helfen, die ferne Zukunft unseres Planeten abzubilden, wenn unsere Sonne in drei oder vier Milliarden Jahren zu einem roten Riesen anschwillt. Astrophysiker nehmen jetzt an, dass unser Planet in einen riesigen Kometen verwandelt werden würde, der einem Kometen ähnelt, ähnlich wie GJ436b.
Mögliche innere Struktur von Gliese 436b, über Wikipedia
Fazit: Der Exoplanet Gliese 436b in Neptungröße wird von einer riesigen kometenartigen Wasserstoffwolke verfolgt.