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HUBBLE
Helium in der Atmosphäre von WASP-107b
von Stefan Deiters
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3. Mai 2018

Mithilfe der Wide Field Camera 3 an Bord des Weltraumteleskops Hubble ist es Astronomen gelungen, erstmals Helium in der Atmosphäre eines extrasolaren Planeten nachzuweisen. Möglich machte dies die Analyse eines Infrarotspektrums, das während eines Transits des Planeten WASP-107b vor seinem Zentralstern aufgenommen wurde.

WASP-107b

Künstlerische Darstellung des Transits des Planeten WASP-107b vor seiner Sonne. Bild: ESA / Hubble, NASA, M. Kornmesser  [Großansicht]

Zum ersten Mal ist es Astronomen gelungen, Helium in der Atmosphäre eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems nachzuweisen. "Helium ist das zweithäufigste Element im Universum nach Wasserstoff", erläutert Jessica Spake, die an der University of Exeter gerade ihre Doktorarbeit schreibt. "Es ist außerdem einer der Hauptbestandteile der Planeten Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem. Trotzdem ist es bislang nicht gelungen, Helium auf Exoplaneten nachzuweisen, obwohl man dies schon oft versucht hat."

Bei WASP-107b ist dies nun erstmals geglückt: Der Planet ist rund 200 Lichtjahre von der Erde entfernt und umkreist seine Sonne in weniger als sechs Tagen. Dabei läuft er - von der Erde aus betrachtet - direkt vor seinem Zentralstern entlang, es lässt sich also ein Transit des Planeten beobachten. In dieser Zeit fällt ein wenig Licht des Sterns durch die Atmosphäre des Planeten und liefert damit Hinweise auf deren Zusammensetzung.

Mithilfe der Wide Field Camera 3 des Weltraumteleskops Hubble wurde nun ein Infrarotspektrum der Atmosphäre von WASP-107b gewonnen. Bisher wurden die Atmosphären von extrasolaren Planeten im sichtbaren Bereich des Lichts und im Ultravioletten aufgenommen. Der jetzige Fund zeigt, dass sich Exoplaneten-Atmosphären auch in längeren Wellenlängen untersuchen lassen. Mit künftigen Teleskopen, wie dem James Webb Space Telescope, sollten sich somit ferne Atmosphären sehr detailliert analysieren lassen.

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"Das starke Signal, das wir vom Helium gemessen haben, zeigt auch, dass das neue Verfahren zur Untersuchung der oberen Atmosphärenschichten bei einer Vielzahl von Planeten funktionieren kann", so Spake. "Bisherige Methoden, die ultraviolettes Licht verwenden, sind auf sehr nahegelegene Exoplaneten beschränkt. Wir wissen, dass es Helium in der oberen Atmosphäre der Erde gibt und dieses Verfahren könnte es uns erlauben, Atmosphären um erdgroße Exoplaneten nachzuweisen, was mit herkömmlichen Methoden schwierig ist."

WASP-107b weist eine der geringsten Dichten unter allen bislang entdeckten Planeten um andere Sonnen auf: Er hat zwar etwa die Größe von Jupiter, jedoch nur rund zwölf Prozent von dessen Masse. Die Menge an Helium, die man nun in der Atmosphäre von WASP-109b nachgewiesen hat, ist so groß, dass sie auf eine ausgedehnte obere Atmosphäre hindeutet, die mehrere zehntausend Kilometer ins All reicht. Die Astronomen vermuten, dass der Planet daher vergleichsweise große Mengen seiner Atmosphäre verliert - etwa 0,1 bis 4 Prozent der Gesamtmasse der Atmosphäre in einer Milliarde Jahren.

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature erschienen ist.

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Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
spacetelescope.org, Seite der ESA
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