Neue Entdeckungen: Stürme und Strömungen auf fremden Planeten
Exoplaneten umrunden ferne Sterne. 1995 war ihre Erstentdeckung eine große Sensation. Jetzt ist es mit Hilfe eines Riesenteleskops gelungen, die Atmosphäre von Tylos zu analysieren.
Die Europäische Südsternwarte hat ihren Sitz in Garching bei München und betreibt die weltbesten optischen Teleskope in der chilenischen Atacama-Wüste. Auch Österreich ist eines der 16 Mitgliedstaaten. Die aktuelle Pressemitteilung klingt für eine angesehene Forschungsinstitution recht reißerisch. „Raus aus der Science-Fiction…“ titelte die Information über Beobachtungen der Atmosphäre eines Exoplaneten.
Dimidium
Beim Anblick der Sterne ist nicht erkennbar, woraus sie bestehen. Der griechische Gelehrte Demokrit (460 bis 370 vor Chr.) hatte bereits über andere Welten philosophiert. Giordano Bruno (1548 bis 1600), der wegen seiner Ansichten von der Inquisition zum Tode verurteilt wurde, glaubte an unendlich viele bewohnte Welten. Isaac Newton vermutete im 18. Jahrhundert, dass es Planetensysteme um andere Sterne gibt. Doch auch mit modernen Teleskopen gelang der direkte Nachweis nicht. Die Sterne überblenden die möglicherweise vorhandenen leuchtschwachen Planeten. Theorien über die Sternentstehung legten nahe, dass Planeten recht häufig sein müssten. Der Nachweis gelang zwei Genfer Astronomen erst im Jahre 1995. Der Stern 51-Pegasi hat eine Helligkeit von 5,5 mag, das heißt, er ist von freiem Auge sichtbar und ist 50 Lichtjahre entfernt. Mit speziellen Spektrografen stellten Didier Queloz und Michel Mayor fest, dass 51-Peg im Rhythmus von 4.2 Tagen „wackelt“. Der Grund ist, dass ein halb so schwerer Planet wie Jupiter ihn auf enger Bahn umkreist. Dimidium (das heißt die Hälfte – gemeint ist die Hälfte der Jupitermasse), wie der erste Exoplanet genannt wurde, bescherte den Entdeckern den Physik-Nobelpreis des Jahres 2019.
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Ein neuer Meilenstein 2025
Dreißig Jahre später sind mehr als 5800 Exoplaneten bekannt. Natürlich bestand großes Interesse an der Entdeckung von erdähnlichen Planeten. Über 1000 Exemplare sind nur bis zu zweimal größer als die Erde. Viele davon befinden sich in der habitablen Zone, das heißt, der Abstand zu ihrer Sonne ist gerade so, dass angenehme Temperaturen zu erwarten sind. Forscher wollen klären, ob es Exoplaneten mit lebensfreundlichen Bedingungen gibt. Dabei sind das Vorhandensein und die Zusammensetzung einer Atmosphäre entscheidend.
Der Planet Wasp-121b
Wasp ist ein Kürzel für ein automatisches Teleskop, das extrasolare Planeten sucht. Der Wasp-121b ist 900 Lichtjahre entfernt, etwas schwerer als Jupiter und umkreist seinen Stern einmal in 30 Stunden auf einer engen Bahn. Tylos, wie der Planet auch genannt wird, hat vor einigen Jahren für Schlagzeilen gesorgt. Er ist der erste Exoplanet, in dessen Stratosphäre Wasser nachgewiesen wurde. Nun wurden die vier Großteleskope des Vlt in Chile zusammengeschaltet, um die Atmosphäre von Tylos zu erforschen.
Gemessen wurden starke Winde, die Elemente wie Eisen und Titan transportieren. Tylos führt eine gebundene Rotation durch, daher hat der Planet eine heiße und eine kühle Seite. Ein Jetstream rotiert um den Äquator des Planeten. Zudem bewegt sich in tieferen Schichten der Atmosphäre Gas von der heißeren zur kühleren Seite. Insgesamt wurden drei Strömungsschichten gemessen. Es war völlig neu, solche Wettermuster bei Exoplaneten zu sehen. „Diese Art von Strömungen hat es noch nie zuvor auf einem Planeten gegeben“, sagte Julia Victoria Seidel, die Hauptautorin der Studie und weiter: „Es fühlt sich an, wie etwas aus der Science-Fiction.“ Die Erforschung von Atmosphären erdähnlicher Exoplaneten erfordert noch größere Teleskope. Das Elt (Extremely Large Telescope) ist im Bau und wird voraussichtlich im Jahre 2028 einsatzbereit sein. Mit 39 Metern Spiegeldurchmesser werden die Atmosphären von fremden Erden in Reichweite sein.