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SPITZER
Stürmische Winde auf HD 189733b
von Stefan Deiters
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10. Mai 2007

Dank des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer konnten Wissenschaftler jetzt neue Daten über zwei extrasolare Planeten bekannt geben: Ein Astronomenteam erstellte eine Karte der Temperaturunterschiede auf der Oberfläche des Gasriesen HD 189733b und folgerte daraus, dass es auf der fernen Welt stürmische Winde geben muss. Eine andere Forschergruppe untersuchte mit HD 149026b den heißesten bislang entdeckten extrasolaren Planeten.

HD 189733b

Temperaturkarte des extrasolaren Planeten HD 189733b. Je heller die Farbe, desto heißer ist es. Bild: NASA / JPL-Caltech/ Harvard-Smithsonian CfA [Großansicht]

HD 149026b

Künstlerische Darstellung des heißesten bekannten extrasolaren Planeten HD 149026b. Bild: NASA / JPL-Caltech

"Wir haben die Temperaturunterschiede auf der gesamten Oberfläche eines Planeten kartiert, der so weit von uns entfernt ist, dass sein Licht 60 Jahre benötigt, um die Erde zu erreichen", erläutert Heather Knutson vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und Hauptautorin eines jetzt in Nature erscheinenden Artikels über HD 189733b. Auch die Ergebnisse über HD 149026b sind in der aktuellen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift erschienen.

Bei beiden Planeten handelt es sich um sogenannte "Heiße Jupiter", also Gasriesen, die ihren Zentralstern in großer Nähe umrunden. Etwa 50 der insgesamt rund 200 bekannten extrasolaren Planeten gehören zu dieser Kategorie. Die meisten dieser fernen Welten wurde mit Hilfe eines indirekten Verfahrens entdeckt, bei dem man nach dem "Wackeln" sucht, das durch umlaufende Planeten verursacht wird. Beobachtet wird in den meisten Fällen lediglich der Zentralstern und nicht der Planet.

So weiß man über die meisten Planeten nicht viel mehr als ihre Umlaufbahn und ihre ungefähre Masse. Wie sie wirklich aussehen und wie beispielsweise ihre Atmosphäre zusammengesetzt ist, ist mit dieser Methode nicht auszumachen. Seit 2005 versuchen Astronomen mit Hilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer ein paar mehr Daten über die fernen Welten zu sammeln, indem sie die Infrarotabstrahlung - oder Wärme - der Atmosphären der extrasolaren Planeten studieren (astronews.com berichtete).

Ein Ziel der Spitzer-Beobachtungen war der Planet HD 189733b, der in rund 60 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Füchschen liegt. HD 189733b ist der uns am nächsten gelegene Transit-Planet, er schiebt sich also - von der Erde aus gesehen - regelmäßig vor seine Sonne und verdunkelt diese so ein wenig. Ein Orbit von HD 189733b um seinen Zentralstern dauert 2,2 Tage.

Spitzer hat nun das Infrarot-Licht des Planeten auf seiner Bahn um seine Sonne gemessen. Aus insgesamt einer Viertelmillionen Datenpunkten erstellten die Wissenschaftler eine Temperaturkarte des fernen Gasriesen. Die Temperaturen auf HD 189733b scheinen danach recht gleichmäßig verteilt zu sein und liegen zwischen 650 Grad Celsius auf der dunklen und 930 Grad Celsius auf der der Sonne zugewandten Seite.

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Man nimmt an, dass sich HD 18733b - genau wie alle anderen "Heißen Jupiter" -  in einer gebundenen Rotation um seine Sonne bewegt und - genau wie der Mond der Erde - seiner Sonne immer die selbe Seite zuwendet. Da die Temperaturunterschiede auf HD 18733b aber nicht sonderlich groß sind, glauben die Forscher, dass heftige Winde die Hitze von der immer der Sonne ausgesetzten Seite auf die dunkle Seite des Planeten transportieren und so für einen Temperaturausgleich sorgen. Diese Winde könnten, so die Wissenschaftler, Geschwindigkeiten von bis zu 9.600 Kilometer pro Stunde erreichen.

"Die Heißen Jupiter erhalten ungefähr 20.000-mal mehr Energie pro Sekunde als unser Jupiter", erläutert Knutsons Kollege David Charbonneau, der auch Co-Autor des Nature-Artikels ist. "Jetzt wird deutlich, wie diese Planeten mit dieser Energie umgehen." Das Team entdeckte zudem, dass die heißeste Region nicht etwa dort liegt, wo die Sonne am höchsten am Himmel steht, sondern rund 30 Grad östlich davon. Ist der Planet in seinem Orbit also wirklich gravitativ gebunden, bedeutet dies, dass es in seiner Atmosphäre heftige Ostwinde geben muss.

Ein anderes Team um Joseph Harrington von der University of Central Florida in Orlando untersuchte den Planeten HD 149026b, der in 279 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Herkules liegt. Es handelt sich dabei um den kleinsten und wohl auch dichtesten Transit-Planeten, der etwas die Größe des Saturn hat. Die Spitzer-Beobachtungen ergaben, dass HD 149026b eine Temperatur von 2.038 Grad Celsius hat und damit heißer ist als einige massearme Sterne. Der Planet umrundet seine Sonne alle 2,9 Tage.

"Dieser Planet ist wie ein Stück glühende Kohle im Weltraum", meint Harrington. "Weil dieser Planet so extrem heiß ist, glauben wir, dass seine Wärme nicht verteilt wird. Seine Tagseite ist extrem heiß, die Nachtseite vermutlich sehr viel kälter." Die Wissenschaftler glauben, dass HD 149026b nahezu kein Licht reflektiert, sondern sämtliche Hitze absorbiert. Das würde die ferne Welt nicht nur zum heißesten bekannten Planeten machen, sondern auch zum schwärzesten. Auf jeden Fall, so ein beteiligter Wissenschaftler, läge die Temperatur des Planeten in einem Bereich, der deutlich von dem abweicht, was man für Planeten erwartet. 

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siehe auch
Extrasolare Planeten: Trockener und staubiger als gedacht - 22. Februar 2007
Extrasolare Planeten: Blick in die Atmosphäre einer fernen Welt - 1. Februar 2007
Spitzer: Das Leuchten ferner Planeten - 23. März 2005
Extrasolare Planeten: Gasriese verdampft um HD 209458 - 13. März 2003
Ferne Welten - die astronews.com-Berichterstattung über die Suche nach fernen Planeten
Links im WWW
Spitzer Space Telescope
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