SPITZER
Wasser in der Atmosphäre von HD 189733b
von Rainer Kayser
11. Dezember 2008

Wohl kaum ein extrasolarer Planet ist so gut erforscht wie HD 189733b in rund 63 Lichtjahren Entfernung. Trotzdem gab es in der Vergangenheit widersprüchliche Angaben darüber, ob es in der Atmosphäre des fernen Gasriesen Wasser gibt oder nicht. Neue Infrarot-Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop lieferten aber jetzt den bislang besten Beweis für die Existenz von Wasser auf einem Exoplaneten.

Künstlerische Darstellung von HD 189733 mit dem vorüberziehenden Planeten. Bild: ESA, NASA und Frederic Pont (Geneva University Observatory)

Die Erforschung von Planeten bei anderen Sternen hat erneut einen großen Sprung nach vorn gemacht: Einem amerikanischen Astronomenteam gelang der eindeutige Nachweis von Wasserdampf in der Atmosphäre eines heißen Riesenplaneten. Frühere Messungen hatten widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Der Nachweis von Wasser bestätigt die Vorstellungen der Forscher von den Atmosphären heißer, jupiterähnlicher Planeten.

"Frühere Beobachtungen des extrasolaren Planeten HD 189733b haben kein Wasser gezeigt", schreiben Carl Grillmair vom Spitzer Science Center in Pasadena und seine Kollegen im Fachblatt Nature. "Doch die Modelle von Planeten des Typs heißer Jupiter sagen voraus, dass es dort eine große Menge von Wasserdampf geben sollte." HD 189733b ist etwa so groß wie Jupiter, umkreist seinen 63 Lichtjahre von uns entfernten Stern aber alle 2,2 Tage auf einer extrem engen Umlaufbahn.

Von der Erde aus gesehen zieht der Planet bei jedem Umlauf vor dem Stern vorüber und schwächt dadurch dessen Licht geringfügig ab - nur dadurch konnten die Astronomen den Himmelskörper entdecken, denn direkt sichtbar ist er nicht. Grillmair und seinen Kollegen gelang es trotzdem mit einem Trick, die Strahlung des Planeten zu untersuchen. Sie beobachteten die "sekundären Transits", bei denen der Planet hinter dem Stern vorüberzieht. Dann subtrahierten die Forscher die während dieses Vorübergangs gemessene Strahlung von der vor dem Transit gemessenen Strahlung - diese Differenz muss gerade die Eigenstrahlung des Planeten sein. Um genauere Ergebnisse zu erhalten, summierten Grillmair und seine Kollegen die Messungen von insgesamt zehn beobachteten Transits.

Und siehe da: Nun zeigte sich deutlich eine dunkle Linie im Infrarotspektrum, die sich eindeutig der Strahlungsabsorption an Wasserdampf zuordnen ließ. Die widersprüchlichen Ergebnisse früherer Messungen könnten auf klimatische Veränderungen in der Atmosphäre des Planeten zurückzuführen sein, spekulieren die Wissenschaftler.