Ein Forscherteam aus Astronomen wies mit dem Weltraumteleskop Hubble erstmalig die Existenz einer dunstigen Atmosphäre bei einem bekannten Exoplaneten um einen fernen Stern nach. Damit sind die Astronomen wieder ein Schritt weiter gekommen, um den Aufbau von fernen, jupiterähnlichen Planeten besser zu verstehen.
Das beteiligte Forscherteam wurde von Frédéric Pont geleitet, der Observatorium der Universität Genf in der Schweiz tätig ist. Für die Beobachtung wurde das bekannte Allround-Weltraumraumteleskop Hubble verwendet. Für die präzisen Helligkeitsmessungen beim Stern
HD 189733 wurde Hubbles ACS-Kamera (= Advanced Camera for Surveys) benutzt.
"Eines der Langzeit-Ziele im Studium der extrasolaren Planeten ist die Messung der Atmosphäre eines erdähnlichen Planeten. Das aktuelle Ergebnis ist ein Schritt in diese Richtung", äußerte sich Frédéric Pont in der Pressemitteilung. "HD 189733b ist der erste extrasolare Planet, bei dem wir ein Gesamtbild zusammenstellen können, wie er wirklich aussieht."
Es gelang den Astronomen aus dem Licht des Sterns HD 189733 das Spektrum des extrasolaren Planeten zu extrahieren. Das Prinzip ist dabei relativ einfach: Man misst einfach einmal das Spektrum des Zentralsterns, wenn sich der Exoplanet hinter dem Stern befindet (das "reine" Sternlicht) und einmal, wenn sich der Exoplanet vor dem Zentralstern befindet. Dieses Spektrum enthält nun auch die chemischen Bestandteile der Atmosphäre des Exoplaneten, da das Sternlicht unter anderem auch durch die Planetenatmosphäre zu uns verläuft – es ist quasi teilweise "verschmutztes" Sternlicht. Zieht man das "reine" Sternlicht vom "verschmutzten" Sternlicht ab, dann bleiben zum Schluss nur die Bestandteile des fernen Planetenatmosphäre übrig.
Bei den gewonnenen Bestandteilen in der Planetenatmosphäre hatten die Astronomen erhofft, chemische Spuren von Natrium, Kalium oder Wasser zu finden. Leider fand sich nichts dergleichen. Daher vermuten die Astronomen, dass weite Teile der Planetenatmosphäre von einer Art "Staubschleier" umhüllt sind, der eine maximale Höhe von ca. 1000 km hat. Der "Staubschleier" besteht demnach aus winzigen Partikeln von Eisen, Silikaten und Aluminiumoxiden. Die Astronomen vergleichen den atmosphärischen "Staubschleier" mit den Staubschleiern in den Atmosphären von Titan und Venus.
HD 189733 b benötigt für einen kompletten Umlauf um seinen Zentralstern nur 2.2 Tage und zählt somit zur Klasse der "Hot Jupiters" – jene jupiterähnlichen Exoplaneten mit einem sehr geringen Abstand zu ihrem Stern. Durch die schnelle Umlaufzeit konnten mehrere Messungen in kurzer Folge gemacht werden. Bei den präzisen Messungen der Helligkeitsveränderungen hatte sich gezeigt, dass keine unerwarteten Änderungen in der Helligkeit vorzufinden waren, wie man sie bei allfälligen erdgrossen Monden oder saturnähnlichen Ringen erwartet hätte.
Um die Anzahl möglicher Fehlerquellen bei der Messung so gering wie möglich zu halten, mass das Forscherteam jede Helligkeitsveränderung und hielt besonders nach so genannten Sternflecken (analog zu den Sonnenflecken auf unserer Sonne) Ausschau. Diese Sternflecken können unter Umständen die Anwesenheit eines extrasolaren Planeten um einen Planeten vortäuschen. Zum Beispiel wurde beim Riesenstern HD 78647 ein riesiger Sternfleck mit der 108-fachen Größe der Erde entdeckt. Durch verschiedenartige Untersuchungen des Linienprofils eines Sternspektrums können aber Sternflecken von extrasolaren Planeten klar unterschieden werden. Beim Stern
HD 189733 hat man nun ebenfalls einen markanten Sternfleck entdecken können. Er ist mit einem Durchmesser von ca. 80.000 km fast 6-mal größer als die Erde.
Alle Daten zu HD 189733 b
Preprints:
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Detection of atmospheric haze on an extrasolar planet: The 0.55 - 1.05 micron transmission spectrum of HD189733b with the Hubble Space Telescope
Quellen:
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Astronews.com: Dunstige Atmosphäre verhüllt HD 189733b
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SpaceTelescope.org: Hazy red sunset on extrasolar planet
