Rotation eines bewölkten Giganten erfasst

Die Änderungen der Lichtintensität im Infrarotbereich des Planeten 2M1207b lieferten Informationen über Wolkenformationen und damit über die Rotationseigenschaften. Credit NASA, ESA, Y. Zhou (University of Arizona), and P. Jeffries (STScI)

Er dreht sich in etwas weniger als elf Stunden einmal um sich selbst: Diese Rotationsgeschwindigkeit des fernen Riesen-Planeten 2M1207b konnten Astronomen durch Informationen über seine Wolken erfassen. Sie basieren auf Infrarot-Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble. Die Nachweismethode könnte zukünftig auch Detailinformationen zu anderen Exoplaneten liefern, sagen die Forscher.

Es wimmelt: In den letzten Jahren konnten Planetenjäger Hunderte von Planeten nachweisen, die um ferne Sterne kreisen. Die große Herausforderung besteht nun nicht mehr nur darin, weitere Exoplaneten zu erspähen, sondern detaillierte Informationen über ihre Eigenschaften zu gewinnen. Dazu haben die Forscher um Daniel Apai von der University of Arizona in Tucson nun einen wichtigen Beitrag geleistet. "Wir haben eine Möglichkeit aufgezeigt, die Atmosphären von Exoplaneten zu erkunden und ihre Drehzahlen zu messen", sagt der Astronom.

Bei dem Exoplaneten im Fokus der Forscher handelt es sich um einen Gasriesen mit gigantischen Ausmaßen: 2M1207b besitzt etwa vier Mal mehr Masse als unser Jupiter – es handelt sich um einen sogenannten Super-Jupiter. Er umkreist einen Braunen Zwerg, der sich etwa 170 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Schon vor zehn Jahren haben Astronomen den gigantischen Planeten in seinem Orbit entdeckt. Nun wurde durch die  Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble deutlich, dass der Planet Helligkeitsänderungen aufweist, während er sich dreht. Die Forscher schreiben diesen Effekt komplexen Wolken-Mustern in die Atmosphäre von 2M1207b zu.

Ein astronomischer Brummkreisel

Die atmosphärischen Formationen haben den Forschern zufolge mit der extrem hohen Temperatur des Planeten zu tun. Es handelt sich nämlich noch um einen sehr jungen und damit heißblütigen Himmelskörper. Während unser Jupiter schon rund 4,5 Milliarden Jahre auf dem Buckel hat, kommt 2M1207b gerade mal auf 10 Millionen Jahre, berichten die Astronomen. Durch die enorme Hitze bilden sich ihnen zufolge in seiner Atmosphäre Schwaden aus Material, das sich verfestigt und dann wieder verdampft. "In höheren Lagen regnet es Glas und in tieferen Eisen", sagt Co-Autor Yifan Zhou.

Durch seine Glut erscheint 2M1207b am hellsten im Infrarotlicht. Durch die Analyse der Muster in diesem Wellenlängenbereich konnten die Astronomen Informationen über die Wolkendecke des Exoplaneten gewinnen und dadurch Rückschlüsse auf seine Rotationsgeschwindigkeit ziehen. Am Vorbeiziehen der lückenhaften Wolkenformationen wurde ihnen zufolge deutlich: 2M1207b dreht sich in etwa elf Stunden um die eigenen Achse.

Die Forscher sehen in ihren Ergebnissen nun großes Zukunftspotenzial: "Unsere Studie zeigt, dass Hubble und sein geplantes Nachfolge-Teleskop, das James Webb Space Telescope der NASA, anhand von Lichtinformationen Wolken-Karten von Exoplaneten erstellen könnten", sagt Apai. Konkret könnte der Super-Jupiter 2M1207b ihm zufolge dabei ein ideales erstes Ziel für das Webb-Teleskop abgegeben. Der Start dieses Infrarot-Teleskopes ist für das Jahr 2018 geplant. Aufbauend auf dem Verfahren, das die Forscher nun bei den Hubble-Aufnahmen angewendet haben, könnte es weitere Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphäre des Exoplaneten liefern und präzise Informationen zu den Helligkeitsänderungen ermöglichen.

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