Polarlichter auf heißen Jupitern
von Stefan Deiters astronews.com
25. Juli 2011
Auf extrasolaren heißen Jupitern, also auf Gasriesen, die in
nur geringer Entfernung um ihre Sonne kreisen, sollten Polarlicht-ähnliche
Phänomene zu beobachten sein, die 100- bis 1.000-mal heller sind als die
Polarlichter auf der Erde. Zu diesem Ergebnis kamen amerikanische Astronomen in
einer neuen Studie. Die Atmosphäre der fernen Welten würde dabei allerdings
nicht in Mitleidenschaft gezogen.
So könnten die untersuchten
Polarlicht-ähnlichen Erscheinungen auf einem
heißen Jupiter aussehen.
Bild:
David A. Aguilar (CfA) |
"Wenn man eine Tour buchen könnte, um diese Polarlichter zu
sehen, wäre ich sofort dabei", meint Ofer Cohen vom Harvard-Smithsonian
Center for Astrophysics (CfA), der Hauptautor der jetzt für die
Fachzeitschrift The Astrophysical Journal akzeptierten Studie.
Polarlichter auf der Erde entstehen, wenn Partikel von der Sonne auf das
Magnetfeld unseres Planeten treffen und von diesem in Richtung der Pole
abgelenkt werden, wo sie in die Erdatmosphäre eindringen können. Hier
kollidieren sie mit den Atomen in der Atmosphäre, was zu den typischen
Leuchterscheinungen führt. Ganz ähnliche Phänomene sollte es auch auf
extrasolaren Planeten geben, die um andere Sonnen kreisen.
Zu besonders starken Polarlichtern, die manchmal sogar in südlicheren Breiten
zu beobachten sind, kommt es immer dann, wenn die Sonne während eines koronalen
Massenauswurfs besonders große Mengen an heißen geladenen Gaspartikeln, also
sogenanntes Plasma, Richtung Erde schleudert. Trifft eine solche Eruption die
Erde frontal, kann es sogar zu einem geomagnetischen Sturm kommen, der zum
Ausfall zahlreicher elektrischer Systeme führen kann.
Um andere Sterne haben Astronomen eine große Anzahl von Gasriesen entdeckt,
die in sehr geringem Abstand um ihren Zentralstern kreisen. Die Forscher nennen
sie "heiße Jupiter". Cohen und sein Team haben nun mit Hilfe von
Computermodellen ausgerechnet, was auf einem solchen, nur wenige Millionen
Kilometer von seinem Stern entfernten Gasriesen passieren würde, wenn er von
einer Eruption seines Sterns mit voller Wucht getroffen wird.
"Das Auftreffen auf dem Exoplaneten würde sich vollständig von dem
unterscheiden, was wir aus unserem Sonnensystem kennen und wäre deutlich
heftiger", so Co-Autor Vinay Kashyap vom CfA. In dem Modell trifft der
Massenauswurf den "heißen Jupiter" und schwächt dessen Magnetfeld. Die Partikel
der Eruption gelangen in die Atmosphäre des Gasriesen und sorgen zunächst für
einen Polarlicht-ähnlichen Ring rund um den Äquator des Planeten. Dieses
Phänomen wäre 100- bis 1.000-mal energiereicher als die Polarlichter auf der
Erde. Im Verlauf von etwa sechs Stunden würden sich die Leuchterscheinungen dann
in Richtung der beiden Pole ausbreiten und sich dann langsam abschwächen.
Doch trotz dieses eindrucksvollen Schauspiels, so das Ergebnis des Modells,
wäre die Atmosphäre des Planeten sicher und würde dadurch nicht erodiert werden.
"Unsere Rechnungen haben ergeben, dass der Schutzmechanismus des Planeten
funktioniert", so Cohen. "Sogar ein Planet mit einem Magnetfeld, das deutlich
schwächer ist als das des Jupiter, wäre relativ sicher."
Die Arbeit der Astronomen dient auch der Erforschung einer noch deutlich
spannenderen Frage, nämlich der nach der Bewohnbarkeit von Gesteinsplaneten, die
sich in relativer Nähe um ihren Zentralstern bewegen. Die meisten Sterne in
unserer Milchstraße sind sogenannte Rote Zwerge, also Sterne die deutlich
leuchtschwächer sind als unsere Sonne. Damit es hier flüssiges Wasser geben
kann, müssten Planeten in einem erheblich geringerem Abstand um ihren
Zentralstern kreisen als etwa in unserem Sonnensystem. Sie wären damit auch
immer wieder Eruptionen von ihrer Sonne mit voller Wucht ausgesetzt.
Cohen und seine Kollegen wollen nun in einer Folgestudie untersuchen, wie und
ob sich auch Gesteinsplaneten gegen solche heftigen stellaren Eruptionen
schützen könnten.
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