Heiße Jupiter und ihre Atmosphären

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Von den etwa 300 bekannten extrasolaren Planeten hat man achtundzwanzig gefunden, da sie ihren Stern bedecken (ihre Umlaufbahnen führen sie von der Erde aus gesehen vor ihrem Stern vorbei). Ein Exoplanet ist im Vergleich zu seiner jeweiligen Sonne lichtschwach (etwa 1.000-mal lichtschwächer, abhängig von der Wellenlänge) und daher ist sein Licht sehr schwer zu messen. Aber die empfindliche Infrared Array Camera (IRAC) des Spitzer-Weltraum-Teleskops und ihr Gegenstück bei größeren Wellenlängen, das Multiband Imaging Photometer (MIPS), können genau dies bewerkstelligen.
Neun Astronomen haben IRAC und MIPS eingesetzt, um das transitierende Exoplanetensystem HD 189733b bei fünf infraroten Wellenlängenbändern zu untersuchen. Der Planet war bereits als „heißer Jupiter“ bekannt, also ein Planet mit etwa der gleichen Masse wie Jupiter, der aber seinen Stern so nah umkreist (anders als Jupiter in unserem Sonnensystem), sodaß seine Atmosphäre sehr heiß ist – unter Umständen über 1.000 Kelvin.
Die Wissenschaftler sahen den Planeten 2-mal hinter seinem Stern verschwinden und erzielten über 23.000 Schnappschüsse während der Transitphasen. Ihre Analyse zeigt einen deutlichen Strahlungsanstieg in einem Band. Dies weist darauf hin, daß die Atmosphäre des Exoplaneten vermutlich Wasser und Kohlenmonoxidgas enthält. Sie folgerten auch, daß die Atmosphäre eine Temperaturinversion besitzt, was bedeutet, daß die Temperatur über einen bestimmten Bereich mit der Höhe sogar zunimmt, anstatt einfach mit zunehmender Höhe abzufallen. Eine Inversion zeigt häufig das Vorhandensein anderer Gase in der Atmosphäre an und eine spezielle Art der Beleuchtung durch den Stern. Die Bedeutung dieses Ergebnisses liegt darin, daß andere heiße Jupiter ohne Anzeichen von Inversion gefunden worden sind. Infolgedessen stellt die neue Arbeit fest, daß heiße Jupiter sich in mindestens zwei Klassen aufteilen und macht einen spektakulären Schritt beim Nachweis, daß extrasolare Planeten eine breit gefächerten Satz an Objekten bilden, zu denen auch der Fall heißer Jupiter zählt, die komplexer sind als ursprünglich vermutet. Das aufkommende Arbeitsgebiet der Erforschung von Exoplaneten verspricht, neue Einsichten in die Atmosphären aller Planeten zu liefern.