Exoplaneten: Atmosphäre einer Super-Erde erstmalig untersucht
© ESO/L. Calçada / Artist's impression of GJ 1214b / CC BY 4.0 CC BY (Ausschnitt)
Zum ersten Mal untersuchten Astronomen die Atmosphäre eines Exoplaneten. Das internationale Forscherteam um Jacob Bean vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics analysierte mit dem Very Large Telescope die Umgebung des Exoplaneten GJ 1214b.
Schon nach den ersten Untersuchungen des seit 2009 bekannten Exoplaneten vermuteten die Forscher, dass er eine Atmosphäre aufweisen könnte. Im Vergleich zur Erde weist GJ 1214b einen 2,6-mal größeren Radius auf und ist 6,5-mal massereicher. Damit gehört er zu einer Klasse von Exoplaneten, die Super-Erden genannt werden. Sein kleiner, schwach leuchtender Stern mit nur etwa 16 Prozent der Sonnenmasse und einem Fünftel des Sonnendurchmessers befindet sich rund 40 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Schlangenträger. GJ 1214b umkreist ihn in einem Abstand von nur zwei Millionen Kilometern alle 38 Stunden einmal. Durch den geringen Abstand ist seine Oberfläche mehrere hundert Grad Celsius heiß und eignet sich daher nicht für Leben wie wir es kennen.
Um seine Atmosphäre zu untersuchen, analysierten die Astronomen das Licht des Sterns, während der Planet von der Erde aus gesehen vor ihm vorbeizog. Während solcher Transits durchquert das Sternenlicht die Atmosphäre des Planeten. Je nach Wetter und chemischer Zusammensetzung der Atmosphäre werden einzelne Wellenlängen des Lichts verschluckt. Über die spektrale Analyse des Lichts konnten die Astronomen somit auf die Eigenschaften der Atmosphäre schließen.
Vor den neuen Beobachtungen hatte die Forschergruppe drei unterschiedliche Modelle für die Atmosphäre für GJ 1214b in Betracht gezogen: Einerseits könnte der Stern von Wasserdampf umgeben sein. Die zweite Möglichkeit wäre, dass es sich um einen felsigen Planeten handelt, dessen Atmosphäre hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, die aber von Wolken oder Nebel bedeckt wird. Die Super-Erde hätte sich auch als "Mini-Neptun" mit einem kleinen felsigen Kern entpuppen können, der eine ausgedehnte wasserstoffreiche Atmosphäre aufweist.
Die Messdaten des Very Large Telescope zeigten keine Spuren von Wasserstoff. Somit wissen die Forscher, dass GJ 1214b kein Mini-Neptun ist, sondern entweder von Wasserdampf oder einer Wolkendecke umgeben ist, die den Wasserstoff verdeckt. Weitere Untersuchungen sind nun nötig, um die genauen Eigenschaften der Atmosphäre zu bestimmen.
Barbara Wolfart
Schon nach den ersten Untersuchungen des seit 2009 bekannten Exoplaneten vermuteten die Forscher, dass er eine Atmosphäre aufweisen könnte. Im Vergleich zur Erde weist GJ 1214b einen 2,6-mal größeren Radius auf und ist 6,5-mal massereicher. Damit gehört er zu einer Klasse von Exoplaneten, die Super-Erden genannt werden. Sein kleiner, schwach leuchtender Stern mit nur etwa 16 Prozent der Sonnenmasse und einem Fünftel des Sonnendurchmessers befindet sich rund 40 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Schlangenträger. GJ 1214b umkreist ihn in einem Abstand von nur zwei Millionen Kilometern alle 38 Stunden einmal. Durch den geringen Abstand ist seine Oberfläche mehrere hundert Grad Celsius heiß und eignet sich daher nicht für Leben wie wir es kennen.
Um seine Atmosphäre zu untersuchen, analysierten die Astronomen das Licht des Sterns, während der Planet von der Erde aus gesehen vor ihm vorbeizog. Während solcher Transits durchquert das Sternenlicht die Atmosphäre des Planeten. Je nach Wetter und chemischer Zusammensetzung der Atmosphäre werden einzelne Wellenlängen des Lichts verschluckt. Über die spektrale Analyse des Lichts konnten die Astronomen somit auf die Eigenschaften der Atmosphäre schließen.
Vor den neuen Beobachtungen hatte die Forschergruppe drei unterschiedliche Modelle für die Atmosphäre für GJ 1214b in Betracht gezogen: Einerseits könnte der Stern von Wasserdampf umgeben sein. Die zweite Möglichkeit wäre, dass es sich um einen felsigen Planeten handelt, dessen Atmosphäre hauptsächlich aus Wasserstoff besteht, die aber von Wolken oder Nebel bedeckt wird. Die Super-Erde hätte sich auch als "Mini-Neptun" mit einem kleinen felsigen Kern entpuppen können, der eine ausgedehnte wasserstoffreiche Atmosphäre aufweist.
Die Messdaten des Very Large Telescope zeigten keine Spuren von Wasserstoff. Somit wissen die Forscher, dass GJ 1214b kein Mini-Neptun ist, sondern entweder von Wasserdampf oder einer Wolkendecke umgeben ist, die den Wasserstoff verdeckt. Weitere Untersuchungen sind nun nötig, um die genauen Eigenschaften der Atmosphäre zu bestimmen.
Barbara Wolfart
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