Wettervorhersage für einen Exoplanet

Astronomen haben erstmals für einen Exoplaneten die Atmosphäre mittels Daten vom Hubble-Weltraumteleskop ermittelt

Besonders spannend ist die sowieso nur als Gag präsentierte Vorhersage freilich nicht, da sich eigentlich in absehbarer Zukunft nicht viel auf der Supererde GJ1214b mit einer siebenfachen Erdmasse ändern wird: Dieser Exoplanet ist bedeckt und wird dies auch bleiben, es könnten nur noch mehr Wolken entstehen.

Die meisten Exoplaneten dürften Supererden wie GJ1214b bzw. Gliese 1214 b sein, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt alle 38 Stunden um den roten Zwerg GJ 1214 kreist. Auch wenn sie häufig sind, ist noch nicht viel über sie bekannt, weil es solche Planeten nicht in unserem Sonnensystem gibt. Aufgrund der Nähe zu unserem Sonnensystem und dem relativ kleinen Zentralgestirn kann ihre Atmosphäre aber anhand der durch sie hindurchtretenden Sonnenstrahlen beobachtet werden.

Astronomen haben bislang angenommen, dass die Atmosphäre entweder aus Wasserdampf oder anderen schweren Molekülen besteht oder dass Wolken in großer Höhe den Blick auf den Planeten verhindern. Aber welche der Hypothesen zutrifft, ließ sich nicht entscheiden. Jetzt hat das von Laura Kreidberg und Jacob Bean geleitete Astronomenteam aus Daten einer insgesamt 96 Stunden langen und über 11 Monate sich erstreckenden Beobachtung mit dem Weltraumteleskop Hubble Belege für Wolken in der Atmosphäre gefunden und die Ergebnisse in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Das Spektrum wurde mit nahinfrarotem Licht gemessen und ergab, dass es flach und eigenschaftslos ist. Daraus glauben die Astronomen mit großer Sicherheit auf die Existenz von Wolken in großer Höhe schließen zu können, die den Planeten bedecken. Da keine chemischen Spuren gefunden wurden, lässt sich eine wolkenfreie Atmosphäre aus Wasserdampf, Stickstoff, Methan, Kohlendioxid oder -monoxid ausschließen. Allerdings bleibt unbekannt, aus was die Wolken bei vermuteten Temperaturen von über 230 Grad Celsius bestehen, möglicherweise sind sie Staubwolken aus Kaliumchlorid oder Zinksulfid, wie Julianne Moses in dem begleitenden News-and-Views-Artikel schreibt.

Ein anderes Astronomenteam hat GJ 436b untersucht, der in einer Entfernung von 36 Lichtjahren alle zwei Tage sein Zentralgestirn umkreist. Sie schlossen, wie sie ebenfalls in Nature schreiben aus den Daten, dass dieser Exoplanet bei einer Temperatur von mehr als 500 Grad Celsius entweder von Wolken bei einem Luftdruck von 1 Millibar bedeckt ist oder dass die Atmosphäre relativ wenig Wasserstoff enthält. Auch hier kann aus der Spektralanalyse eine wolkenfreie Atmosphäre weitgehend ausgeschlossen werden. Möglich wäre nach Heather Knutson vom California Institute of Technology in Pasadena, dass es "statt Wasserstoff große Mengen an schweren Molekülen wie Wasserdampf, Kohlenmonoxid oder -dioxid gibt, die die Atmosphäre zusammenpressen. Das würde es schwer für uns machen, irgendwelche chemischen Spuren zu entdecken."

Aus beiden Studien ergibt sich, dass die Atmosphäre von Supererden-Exoplaneten exotisch für unser Sonnensystem ist, so Julianne Moses. Mit den beiden Beobachtungen wurden neue Möglichkeiten erschlossen, um die Beschaffenheit von Exoplaneten genauer untersuchen zu können. Das könnte dann besonders interessant werden, wenn sie sehen ließe, ob ein Exoplanet eine erdähnliche Beschaffenheit auch in der Atmosphäre aufweist.