„Noch nie zuvor gesehen“: Atmosphäre eines Exoplaneten in 3D kartiert

"Ein Science-Fiction-Film." Astronomen der ESO ist es gelungen, die Atmosphäre eines 900 Lichtjahre entfernten Exoplaneten dreidimensional zu kartieren. Laut einer am Dienstag (18. Februar) veröffentlichten Studie enthüllten sie ein „einzigartiges Klima“ mit starken Winden, die Eisen und Titan mit sich tragen.

„Es fühlt sich an wie ein Science-Fiction-Film“, schwärmt Julia Victoria Seidel, Forscherin an der Europäischen Südsternwarte (ESO) und Hauptautorin der in Nature veröffentlichten Studie.

„Die Atmosphäre dieses Planeten verhält sich auf eine Weise, die unser Verständnis davon, wie das Wetter funktioniert, in Frage stellt, nicht nur auf der Erde, sondern auf allen Planeten“, erklärt sie in einer ESO-Erklärung.

WASP-121b, auch bekannt als Tylos, ist ein ultraheißer Jupiter im Sternbild Puppis, 900 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dieser Gasriese ist seinem Stern so nahe, dass er ihn in etwa dreißig Erdminuten umkreist.

Eine Seite ist heiß, weil sie immer dem Stern zugewandt ist, während die andere viel kälter ist. Dieser extreme Temperaturkontrast stellt uns vor ein Klimaproblem: Wie wird die Energie verteilt?

Durch die Kombination der vier Teleskope des Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile konnten Astronomen drei verschiedene Schichten der Atmosphäre von Tylos in einem Durchgang untersuchen. Und insbesondere, um die Bewegungen von Eisen, Natrium und Wasserstoff zu verfolgen, was es ihnen ermöglichte, die Winde in den tiefen, mittleren und oberflächlichen Schichten des letzteren aufzuspüren.

Forscher haben ein komplexes Wettersystem entdeckt. Ein Jetstream rotiert Materie um den Äquator des Planeten. In tieferen Schichten der Atmosphäre bewegt eine ausgeprägte Strömung Gas von der warmen zur kalten Seite. Der Jetstream erstreckt sich über die Hälfte des Planeten, nimmt an Geschwindigkeit zu und wirbelt die Atmosphäre hoch oben am Himmel heftig auf, wenn er die heiße Seite von Tylos überquert.

„Selbst die heftigsten Hurrikane im Sonnensystem erscheinen im Vergleich dazu ruhig“, sagt Julia Victoria Seidel und weist darauf hin, dass „ein derartiges Klima zuvor noch auf keinem Planeten beobachtet wurde“.

Die Beobachtungen enthüllten außerdem die Präsenz von Titan direkt unterhalb des Jetstreams. Frühere Beobachtungen des Planeten hatten die Präsenz dieses Elements nicht nachgewiesen, möglicherweise weil es tief in der Atmosphäre verborgen war.

„Es ist wirklich unglaublich, dass wir Details wie die chemische Zusammensetzung und die Wetterbedingungen eines Planeten aus so großer Entfernung untersuchen können“, sagte Bibiana Prinoth, Forscherin an der Universität Lund in Schweden und Co-Autorin der Studie, zitiert von der ESO.