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Hinweise auf Wasser in fernen Atmosphären
von Stefan Deiters
astronews.com
4. Dezember 2013
Zwei Wissenschaftlerteams haben mit dem Weltraumteleskop
Hubble die Signatur von Wasser in den Atmosphären von insgesamt fünf
extrasolaren Planeten nachweisen können. Allerdings erschien das entsprechende
Signal deutlich schwächer als erwartet. Die Astronomen vermuten daher Wolken
oder Dunstschleier in den fernen Atmosphären.
Die Astronomen
suchten nach Wasserspuren in dem Licht des
Zentralsterns, das uns durch die Atmosphäre der
Planeten erreicht.
Bild: NASA Goddard Space Flight Center |
Zwei Astronomenteams haben mithilfe des Weltraumteleskops Hubble
Hinweise auf das Vorhandensein von Wasser in der Atmosphäre von gleich fünf
verschiedenen extrasolaren Planeten entdeckt. Ein Team wurde bei den Planeten
WASP-17b, WASP-12b und WASP-19b fündig, ein zweites bei den Welten HD 209458b
und XO-1b. Die Stärke der gemessenen Wassersignatur war dabei sehr
unterschiedlich: Am deutlichsten erschien die Signatur beim Planeten WASP-12b,
der eine sehr aufgeblähte Atmosphäre aufweist, sowie bei HD 209458b. Doch
auch bei den anderen Atmosphären, so die Forscher, würden die Signale deutlich
auf Wasser hinweisen.
"Wir sind uns sehr sicher, dass wir bei mehreren Planeten die Signatur von
Wasser sehen", meint Avi Mandell vom Goddard Space Flight Center der
NASA, einer der beteiligten Wissenschaftler. "Diese Studie stößt wirklich eine
Tür auf zu vergleichenden Untersuchungen über die Menge von Wasser in den
Atmosphären ganz verschiedener Typen von extrasolaren Planeten, zum Beispiel
heißere im Vergleich zu kühleren Welten."
Die Astronomen nutzten für ihre Untersuchung die Wide Field Camera 3
des Weltraumteleskops Hubble. Ziel waren Transitplaneten, also ferne
Welten, die von der Erde aus betrachtet genau vor ihrer Sonne vorüberziehen.
Dabei durchläuft ein Teil des Lichts des Zentralsterns, um den der ferne Planet
kreist, auf dem Weg zur Erde auch die Atmosphäre des Planeten und enthält somit
Informationen über deren Zusammensetzung. Die Beobachtungen wurden in bestimmten
Infrarot-Wellenlängen gemacht, in denen sich die Signatur von Wasser zeigen
müsste, wenn denn Wasser in der fernen Atmosphäre vorhanden ist.
"Die Atmosphäre eines extrasolaren Planeten zu entdecken ist außerordentlich
schwierig", erläutert L. Drake Deming von der University of Maryland.
"Doch es ist uns gelungen, ein sehr deutliches Signal zu erhalten und dieses war
von Wasser." Dabei nutzte Demings Team ein neues Verfahren, bei dem durch
längere Belichtungszeiten noch empfindlichere Messungen möglich wurden.
Die Hinweise auf Wasser erwiesen sich in allen Fällen allerdings als weniger
ausgeprägt als die Astronomen erwartet hatten. Sie vermuten daher, dass ein
Schleier aus Dunst oder Staub bei allen fünf Planeten den direkten Blick in die
Atmosphären stört. Die Forscher vergleichen das Phänomen mit einer bei Nebel
erstellen Fotografie, auf der die Farben auch weniger ausgeprägt erscheinen.
Bei allen fünf Welten handelt es sich um sogenannte "heiße Jupiter", also um
Gasriesen, die ihren Zentralstern in einem vergleichsweise geringen Abstand
umrunden. "Diese Untersuchungen zeigen uns, zusammen mit anderen Hubble-Beobachtungen,
dass es eine überraschend große Zahl von Systemen gibt, bei denen das Signal von
Wasser entweder abgeschwächt oder gar nicht zu entdecken ist", fasst Heather
Knutson vom California Institute of Technology ein wichtiges Resultat
der Arbeiten zusammen. "Das deutet darauf hin, dass wolkige oder dunstige
Atmosphären bei heißen Jupiter sehr häufig vorkommen könnten."
Die Wissenschaftler berichten über ihre Beobachtungen in zwei Fachartikeln.
Einer ist bereits in der Zeitschrift The Astrophysical Journal
erschienen, der andere dort zur Veröffentlichung akzeptiert.
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