SPITZER
Extreme Temperaturschwankungen auf HD 80606b
von Stefan Deiters
astronews.com
29. Januar 2009

Astronomen haben mithilfe des Weltraumteleskops Spitzer einen extrasolaren Planeten beobachtet, auf dem es extreme Temperaturschwankungen gibt. Wegen seines ungewöhnlichen Orbits um seine Sonne heizt sich die 190 Lichtjahre entfernte Welt in nur sechs Stunden um rund 700 Grad Celsius auf und kühlt dann schnell wieder ab. Im Februar könnte der Planet eventuell vor seiner Sonne vorüberziehen.

Ausschnitt aus einer Simulation der Atmosphäre von HD 80606b. Bild: NASA / JPL-Caltech / J. Langton (UC Santa Cruz)   [Weitere Bilder]

Der Planet mit diesen extremen Temperaturschwankungen trägt den Namen HD 80606b und liegt rund 190 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es handelt sich um einen Gasriesen, der bereits im Jahr 2001 von einem Astronomenteam der Genfer Sternwarte entdeckt wurde. Damals hatten die Wissenschaftler aufgrund eines leichten Wackelns des Sterns auf die Existenz des Planeten geschlossen, der eine Bahn hat, die mehr dem Orbit eines Kometen gleicht als der eines Planeten. Der Planet entfernt sich auf dieser Bahn bis auf etwa 85 Prozent der Entfernung der Erde von der Sonne von seinem Zentralstern, nähert sich aber dann wieder auf nur drei Prozent der Entfernung Erde-Sonne an.

HD 80606b benötigt für einen Umlauf etwa 111 Tage. Die meiste Zeit hält sich der Planet in relativ großer Entfernung von seinem Zentralstern auf und durchläuft  den sonnennächsten Bereich seiner Bahn in weniger als einem Tag. Dies ist eine Folge des zweiten Kepler'schen Gesetzes.

Mit dem Weltraumteleskop Spitzer konnten die Astronomen nun die Wärme messen, die der Planet aussandte, als er sich seinem Stern näherte. Seine Temperatur stieg dabei in nur sechs Stunden von rund 525 Grad auf über 1.200 Grad Celsius. "Wir haben wohl die Entwicklung eines der heftigsten Stürme in der Galaxie beobachtet", meint Greg Laughlin vom Lick Observatory. "Es ist das erste Mal, dass wir Wetteränderungen in Echtzeit auf einem Planeten außerhalb des Sonnensystems beobachten konnten." Laughlin ist auch Hauptautor eines Fachartikels, der heute in der Zeitschrift Nature erscheint.

"Wenn man über den Wolken des Planeten schweben könnte, würde man sehen wie die Sonne immer schneller größer und größer wird und sich ihre Helligkeit fast um einen Faktor 1.000 erhöht", erläutert Laughlin. Mit Spitzer haben die Astronomen den Planeten vor, während und nach seiner dichtesten Annäherung an seinen Zentralstern beobachtet. Dabei verschwand der Planet auch kurze Zeit hinter seinem Stern.

Die extremen Temperaturschwankungen deuten darauf hin, das die obere Lufthülle des Planeten Wärme sehr schnell aufnehmen und auch wieder abgeben muss. Erstmals gelang damit den Forschern ein Einblick in den Wärmehaushalt eines extrasolaren Planeten. "Durch die Beobachtung dieses Planeten unter diesen extremen Bedingungen können wir einiges darüber lernen, wie er mit Wärme umgeht. Speichert er sie oder strahlt er sie gleich wieder ab? In diesem Fall ist klar, dass der Planet die Wärme gleich wieder abstrahlt", so Laughlin. "Im Prinzip konnten wir hier eine Art Gedankenexperiment machen, nämlich was passieren würde, wenn man einen Planet wie den Jupiter in unmittelbare Nähe der Sonne zieht."

Astronomen kennen zahlreiche extrasolare Gasriesen, die ihre jeweilige Sonne in großer Nähe umrunden. Diese sogenannten "heißen Jupiter" haben aber eine relativ konstante Entfernung von ihrem Zentralstern und zeigen - genau wie unser Mond der Erde - ihrer Sonne immer die gleiche Seite. HD 80606b hingegen dreht sich alle rund 34 Stunden einmal um die eigene Achse.

Aus diesem Grund konnten die Astronomen auch studieren, wie die Atmosphäre des Planeten auf die Hitze der Sonne reagiert. "Der Planet dreht sich schnell genug, so dass wir den heißesten Punkt des Planeten auch sehen können", erläutert Teammitglied Drake Deming vom NASA Goddard Space Flight Center. "Der heißeste Punkt kann sich nicht verstecken."

Die Sonne, die HD 80606b umrundet, liegt im Sternbild Großer Bär und ist schon mit einem Fernglas zu sehen. Spannend wird es am Valentinstag, wenn HD 80606b vor seiner Sonne vorüberzieht. Mit einer Chance von etwa 15 Prozent ist dies von der Erde aus als sogenannter Transit zu sehen - der Planet könnte seine Sonne also ein wenig verdunkeln. Sollte dies tatsächlich passieren, könnten die Astronomen noch mehr Details über diese ungewöhnliche Welt in 190 Lichtjahren Entfernung erfahren.