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Helium in der Atmosphäre von WASP-107b
von Stefan Deiters
astronews.com
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.
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.
"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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