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Dicke Suppe über GJ 1214b

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 17.12.2010 16:04

Für den ersten Exoplaneten in der Gewichtsklasse der Erde liegen Daten über seine Atmosphäre vor. In "Nature" veröffentlichen US-Forscher Analysen des Lichtes von GJ 1214 im Sternbild Schlangenträger, die auf eine sehr fremde Welt deuten.

Supererde mit AtmosphäreEntweder eine extrem dichte Dampfwolke mit rund 70 Prozent Wasserdampfanteil oder eine dicke Wolken- und Dunstdecke umgibt den Planeten GJ 1214b in rund 42 Lichtjahren Entfernung. Im Sternbild Schlangenträger umkreist er den Roten Zwerg GJ 1214, der gerade einmal ein Fünftel der Sonnenmasse hat. Der Planet selbst wiederum hat rund 6,5 Erdenmassen und wäre damit die erste "Supererde", von der man mehr weiß als Masse und Orbit. 


Bislang gab es nur Informationen über die Atmosphären von extrasolaren Gasriesen, zu denen die meisten bisher entdeckten fremden Planeten gehören. Sie sind also mindestens so groß wie die äußeren Planeten unseres Sonnensystems, viele stellen selbst Jupiter weit in den Schatten. GJ 1214b jedoch ist aller Wahrscheinlichkeit nach ein Steinplanet, wie die vier inneren Planeten. Doch damit hören die Gemeinsamkeiten auch schon auf. Der ferne Planet braucht nur 39 Stunden, um seine Sonne zu umkreisen, und liegt auf einer Bahn mit nur zwei Millionen Kilometer Radius, das ist rund dreißig Mal enger als selbst die Merkurbahn. Obwohl der Stern rund 300 Mal schwächer strahlt als unsere Sonne, dürften die Temperaturen an der Planetenoberfläche unwirtlich sein.


GJ 1214 mit Planet"Es ist die erste Atmosphärenanalyse für eine Supererde, das ist ein wahrer Meilenstein auf dem Weg zu einer besseren Kenntnis dieser Welten", betont Jacob Bean vom Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik in Cambridge, Massachusetts. Supererden sind die kleinsten extrasolaren Himmelskörper, die man bisher entdeckt hat. Der kleinste bestätigte ist Gliese 581 e, der nur 1,9 Erdenmassen hat. Sie sind deswegen mit den derzeit verfügbaren Methoden besonders schwer zu erkennen, zumal wenn man mehr erfahren möchte als Orbit und Masse. Dafür nämlich muss die Umlaufbahn des Planeten so liegen, dass er zwischen dem Stern und dem Beobachter auf der Erde entlangläuft. Denn erst dann kann man an dem Licht, das durch die Planetenatmosphäre hindurchdringt, erkennen, woraus die Lufthülle besteht. Weil aber Supererden so klein sind, darf auch ihr Stern nicht zu groß sein, sonst überstrahlt er den ohnehin winzigen Punkt spielend. 


Mit GJ 1214b hatten die Forscher Glück, denn der Radius seines Sterns ist nur 8,5-mal so groß wie der Planetenradius. Zum Vergleich: Bei Erde und Sonne liegt der Größenunterschied beim 109-Fachen. Daher konnten die Forscher aus den Aufnahmen des Very-Large-Telescope in der europäischen Südsternwarte Eso in Chile Informationen über die Planetenatmosphäre gewinnen. Aufgrund von Modellrechnungen hatten sie eine von drei Möglichkeiten erwartet: entweder eine wasserstoffreiche Atmosphäre wie sie in unserem Sonnensystem zum Beispiel Neptun hat, oder eben entweder eine extreme Wasserdampfhülle oder eine mit dichten Schleiern aus komplexeren Molekülen, wie sie zum Beispiel den Saturnmond Titan verhüllen.


Die Wasserstoffatmosphäre scheidet aufgrund der Messdaten aus, "aber", so Bean, "wir können noch nicht sagen, welche der beiden anderen Möglichkeiten infrage kommt". Dafür müssen die Forscher das Licht von GJ 1214 erneut beobachten, diesmal im infraroten Spektralbereich.

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