Die Rotation eines Super-Jupiter
von Stefan Deiters astronews.com
19. Februar 2016
Astronomen haben mithilfe des Weltraumteleskops Hubble die Rotation eines riesigen extrasolaren Planeten direkt
gemessen. Bei der fernen Welt handelt es sich um 2M1207 b, der 170
Lichtjahre von der Erde entfernt einen Braunen Zwerg umkreist. Der Planet war
die erste ferne Welt überhaupt, die man direkt beobachtet hatte.
So stellt sich ein Künstler den
"Super-Jupiter" vor, der um den Braunen Zwerg
2M1207 (im Hintergrund) kreist.
Bild: NASA, ESA und G. Bacon / STScI
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Mithilfe des Weltraumteleskops Hubble ist es Astronomen gelungen, die Rotation
eines extrasolaren Gasplaneten direkt zu messen. Das Rotationsverhalten der
fernen Welt leiteten die Wissenschaftler aus den erkennbaren
Helligkeitsschwankungen ab. "Das Ergebnis ist schon sehr
faszinierend", meint Daniel Apai von der University of Arizona in Tuscon, der
die Beobachtungen leitete. "Es liefert uns die einzigartige Möglichkeit, mehr
über die Atmosphären von extrasolaren Planeten und ihre Rotation zu erfahren."
Der von Hubble ins Visier genommene Planet 2M1207 b ist für die
Astronomen kein Unbekannter: Er war die erste ferne Welt, die man direkt
beobachten konnte.(astronews.com
berichtete). 2M1207 hat die vierfache Masse des Gasriesen Jupiter und ist
damit praktisch ein "Super-Jupiter". Er umrundet einen Braunen Zwerg, also einen
Stern, der nicht über ausreichend Masse verfügt, um die nuklearen
Fusionsprozesse in seinem Inneren dauerhaft zu zünden. Das System befindet sich
rund 170 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Dank der Abbildungsqualität von Hubble gelang es den Astronomen, die
Veränderungen der Helligkeit des Planeten, die durch dessen Drehung um die
eigene Achse entstehen, präzise zu vermessen. Diese Schwankungen führen
die Astronomen auf komplexe Wolkenstrukturen in der Atmosphäre des Planeten
zurück.
Erstmals hatten die Forscher den Planeten mit Hubble vor zehn Jahren beobachtet
und dabei festgestellt, dass er eine äußerst eigentümliche Atmosphäre aufweisen
könnte: Wegen der hohen Temperatur dürfte es dort Wolken aus verdampftem Silikatgestein geben, aus dem winzige Partikel hinabregnen. In tieferen
Atmosphärenschichten könnten sich sogar Eisentropfen bilden, die weiter im
Inneren
wieder verdampfen. "In größeren Höhen regnet es Glas, in tieferen Regionen
Eisen", so Teammitglied Yifan Zhou von der University of Arizona. "Die
Temperaturen in der Atmosphäre liegen zwischen 1.200 und 1420 Grad Celsius."
2M1207 b ist damit so heiß, dass er am hellsten im infraroten
Wellenlängenbereich erscheint. Und genau diese Strahlung haben die Astronomen
mit der Wide Field Camera 3 von Hubble beobachtet, um die
Wolkenbedeckung des Planeten zu untersuchen und seine Rotation zu messen.
Die
hohe Temperatur dieses "Super-Jupiter" ist auf sein geringes Alter
zurückzuführen: Er ist erst rund zehn Millionen Jahre alt. Die Erde und die
anderen Planeten des Sonnensystems sind rund 4,5 Milliarden Jahre alt. Auch
2M1207 b wird sich im Laufe der kommenden Milliarden Jahre noch abkühlen. Die
Eisen- und Silikatwolken sollten sich dadurch in immer tiefere Schichten der
Atmosphäre verlagern und schließlich überhaupt nicht mehr sichtbar sein.
Zhou und seine Kollegen haben ermittelt, dass sich der Planet ungefähr alle zehn
Stunden einmal um die eigene Achse dreht. Er rotiert damit ungefähr genauso
schnell, wie der Jupiter in unserem Sonnensystem. 2M1207, der Zentralstern des
Super-Jupiter, ist nur fünf bis sieben Mal massereicher als sein Planet.
Zum Vergleich: Die Sonne ist etwa 1.000-mal massereicher als Jupiter, der größte
Planet in unserem Sonnensystem.
"Das ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass das untersuchte 2M1207-System
anders entstanden sein muss als unser Sonnensystem", erklärt Zhou. So haben
sich die
Planeten in unserem Sonnensystem alle in einer Scheibe um die junge Sonne durch Akkretion
gebildet. 2M1207 b und sein "Zentralstern" hingegen könnten durch
einen gravitativen Kollaps in zwei getrennten Scheiben entstanden sein.
Der Hubble-Nachfolger, das James Web Space Telescope, sollte in der Lage sein, noch
deutlich detaillierte Beobachtungen der Atmosphäre zu machen und auch
Informationen über deren Zusammensetzung zu liefern.
Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.
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