Gesundheit : Striptease eines fernen Planeten

Die nahe Sonne raubt dem Himmelskörper seine Atmosphäre

Thomas de Padova

Jahrhundertelang dachten Wissenschaftler, dass sich die Planeten wie die Zeiger eines Uhrwerks um die Sonne drehen: auf immer gleichen Bahnen. Doch Planeten wandern. So haben sich vermutlich die äußeren Trabanten unserer Sonne, Uranus, Neptun und Pluto, nach und nach immer weiter von der Sonne entfernt. Und in fremden Sonnensystemen haben Astronomen inzwischen Planeten entdeckt, die offensichtlich den Weg in die umgekehrte Richtung angetreten sind: Sie haben sich ihrer Sonne mit der Zeit genähert.

Unter den etwa 100 bislang bekannten extrasolaren Planeten macht jener, der um den Stern HD209458 kreist, nun zum wiederholten Male auf sich aufmerksam. Er kommt seinem Mutterstern so nahe, dass dieser ihn langsam auszehrt. Mit den langen Fingern seiner Schwerkraft und kraft seiner Hitze entreißt der Stern dem Planeten die Atmosphäre. Das haben Alfred Vidal-Madjar vom Pariser Institut für Astrophysik und seine Kollegen festgestellt.

Die Forscher haben dem Planeten mit dem Weltraum-Teleskop Hubble nachgespürt. Auch mit diesem starken Teleskop lässt sich kein Planet außerhalb unseres Sonnensystems direkt beobachten. Denn Planeten sind im Vergleich zu den Sternen, die sie umkreisen, so dunkel, dass sie neben diesen nicht zu erkennen sind. Astronomen können nur indirekt auf ihre Existenz schließen.

Der Planet als Dimmer

HD209458 und sein Begleiter bereiten den Wissenschaftlern allerdings ein außergewöhnliches Vergnügen. Das Pärchen zeigt sich von der für einen irdischen Beobachter besten Seite: Wir können regelmäßig verfolgen, wie sich der Planet vor den Stern schiebt und es zu einer kleinen Sonnenfinsternis kommt. Alle dreieinhalb Tage – so wenig Zeit braucht der flotte Planet für eine Umrundung – können Astronomen beobachten, wie sich der Stern verdunkelt. Seine Helligkeit nimmt ab (siehe Grafik).

Dem glücklichen Blickwinkel auf das Paar verdanken die Astronomen Erkenntnisse, die von anderen extrasolaren Planeten bislang nicht zu gewinnen sind. Der Planet ist etwa so groß wie unser Jupiter, sehr heiß und besitzt eine ausgedehnte Atmosphäre. Vor zwei Jahren konnten Wissenschaftler erstmals etwas über die Zusammensetzung dieser Atmosphäre herausfinden und unter anderem Natrium darin nachweisen.

Die Atmosphäre besteht jedoch vor allem aus Wasserstoff. Und diese Wasserstoffhülle ist sehr ausgedehnt, wie Vidal-Madjar in der heute erschienenen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Nature“ (Band 422, Seite 143) berichtet. Bei jeder kleinen Sonnenfinsternis blendet die Wasserstoffhülle des Planeten aus dem Lichtspektrum des Sterns einen Teil aus. Bei den für Wasserstoff typischen Lichtwellenlängen – Fachleute sprechen von den Spektrallinien der Lyman-Serie – nimmt die Helligkeit um 15 Prozent ab.

Die Hülle fällt

Der Dimmereffekt lässt sich nur dadurch erklären, dass die Wasserstoffatmosphäre des Planeten mehr als viermal größer ist als der Radius unseres Jupiters. Das bringt die Astrophysiker jedoch in Erklärungsnot: Die Anziehungskraft des Planeten ist nicht stark genug, um eine derart weiträumige Atmosphäre dauerhaft zu halten.

Vidal-Madjar und seine Kollegen kommen zu dem Schluss, dass der Planet bereits dabei ist, die Atmosphäre zu verlieren. Der nahe Stern HD209458 raubt ihm einen Teil seiner Wasserstoffhülle. Was dies für das weitere Schicksal des Planeten bedeutet, ist unklar.

Der Planet ist sicherlich nicht dort entstanden, wo wir ihn heute sehen. Er hat sich in viel größerem Abstand vom Stern gebildet. Denn nur in den Außenregionen des fernen Sternsystems konnte er genügend Staub und Gas ansammeln, um auf Jupitergröße heranzuwachsen.

Mit der Zeit ist der Planet dann spiralförmig nach innen gewandert. Heute umrundet er den Stern HD209458 auf sehr enger Bahn in wenigen Tagen. Ob er eines Tages ganz von dem Stern verschluckt wird oder sich seine Lage mit schwindender Masse stabilisiert, können die Forscher bislang nicht vorhersagen.

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