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EXTRASOLARE PLANETEN
Polarlichter auf heißen Jupitern
von Stefan Deiters
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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.

Exoplanet

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.

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"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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Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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