WASP-76b Auf diesem Planeten regnet es Eisen

Astronomen haben die Atmosphäre eines extrem ungewöhnlichen Exoplaneten untersucht: Auf WASP-76 ist es so heiß, dass Eisen am Tag verdampft und in der Nacht als Regen wieder Richtung Boden fällt.

Diese Abbildung zeigt eine Ansicht der Nachtseite des Exoplaneten WASP-76b.
Diese Abbildung zeigt eine Ansicht der Nachtseite des Exoplaneten WASP-76b. Bildrechte: ESO/M. Kornmesser

Im Sternbild Fische, rund 390 Lichtjahre von der Erde entfernt, dreht der extrem ungewöhnliche Exoplanet WASP-76b seine Runden um seinen Stern WASP-76. Der etwa jupitergroße Gasriese umkreist alle 1,8 Tage sein Zentralgestirn. Weil die Umlaufbahn so eng ist, bindet die Schwerkraft des Sterns den Planeten wie die Erde den Mond. Deshalb dreht WASP-76b immer seine gleiche Seite zum Licht.

Auf der Nachtseite fällt Eisen als Regen Richtung Boden

Auf dieser Tagseite ist es extrem heiß, laut Schätzungen von Forschern etwa 2.400 Grad Celsius. Bei diesen Temperaturen verdampfen Metalle und lösen sich Moleküle in ihre einzelnen Atome auf. Ein Team um den Astronomen David Ehrenreich von der Universität Genf hat nun die Atmosphäre dieses heißen Jupiters näher untersucht und dabei erstaunliche Phänomene entdeckt. Darüber berichten die Wissenschaftler jetzt in "nature".

Denn offenbar kommt es an der Grenze zwischen Tag- und Nachtseite zur Kondensation des gasförmigen Eisens. An dem Übergang, der auf der Umlaufbahn des Planeten in Flugrichtung vorne liegt, können die Astronomen große Wolken aus flüssig werdenden Eisenteilchen beobachten, auf der gegenüberliegenden Seite jedoch nicht. Sie schließen daraus, dass sich das Eisen auf der "nur" 1.500 Grad heißen Nachtseite abregnet.

Darstellung eines Sonnensystems und der Umlaufbahn eines Planeten. 1 min
Bildrechte: ESO/L.Calçada/spaceengine.org

Die Animation zeigt, in welche Richtung ein Raumschiff von der Erde zum Planeten WASP-76b fliegen müsste.

Mi 11.03.2020 14:08Uhr 00:31 min

https://www.mdr.de/wissen/videos/aktuell/Flug-Erde-Exoplanet-WASP-102.html

Rechte: MDR Wissen

Darstellung eines Sonnensystems und der Umlaufbahn eines Planeten. 1 min
Bildrechte: ESO/L.Calçada/spaceengine.org

Die Animation zeigt, in welche Richtung ein Raumschiff von der Erde zum Planeten WASP-76b fliegen müsste.

Mi 11.03.2020 14:08Uhr 00:31 min

https://www.mdr.de/wissen/videos/aktuell/Flug-Erde-Exoplanet-WASP-102.html

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Gewaltige Ströme von Materie in der Eisenatmosphäre von WASP-76b

"Auch bei einer gebundenen Rotation dreht sich der Planet um seine eigene Achse. Diese Umdrehung dauert eben so lang, wie ein Umlauf um den Stern", erklärt David Ehrenreich auf Nachfrage von MDR Wissen. Dadurch wirke die Coreoliskraft, die starke Winde in der Atmosphäre des Planeten erzeuge.

Die Forscher vermuten, dass es gewaltige Ströme von Materie auf dem Planeten gebe, die die Stoffe von einem Ort zum anderen verteilen. Dadurch, dass eine Seite kühler sei als die andere, gebe es eine große Asymmetrie, sagt Ehrenreich. "Wir beobachten, dass eine Seite mit einer Eisenatmosphäre das Licht absorbiert, die andere aber nicht", sagt er. Wie diese Beobachtung interpretiert werden müsse, ob sie auf Regen oder andere Phänomene schließen lasse, sei noch nicht abschließend geklärt.

Illustration von Frederik Peeters zeigt eine Nahaufnahme der abendlichen Randzone des Exoplaneten WASP-76b.
Diese comicartige Illustration des Schweizer Schriftstellers Frederik Peeters zeigt eine Nahaufnahme der abendlichen Randzone des Exoplaneten WASP-76b. Der ultraheiße Riesen-Exoplanet hat eine Tagseite, auf der die Temperaturen auf über 2400 Grad Celsius steigen, hoch genug, um Metalle zu verdampfen. Starke Winde tragen den Eisendampf zur kühleren Nachtseite, wo er zu Eisentröpfchen kondensiert.
Theoretische Studien zeigen, wie hier dargestellt, dass ein Planet wie WASP-76b mit einer extrem heißen Tages- und einer kälteren Nachtseite eine gigantische Kondensationsfront in Form einer Wolkenkaskade an seiner abendlichen Randzone, dem Übergang vom Tag zur Nacht, hätte.
Bildrechte: Frederik Peeters

ESPRESSO macht detaillierte Untersuchungen von Exoplaneten und ihren Atmopshären möglich

Möglich wurde die Untersuchung dank des neuen ESPRESSO-Instruments am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile. Dieser Spektrograph ist extrem stabil und wurde ursprünglich entwickelt, um erdähnliche Felsenplaneten in anderen Sternsystemen zu untersuchen.

Dann aber haben Wissenschaftler entdeckt, dass ESPRESSO vielseitiger einsetzbar ist. Die Kombination aus dem lichtstarken VLT und dem stabilen ESPRESSO mache detaillierte Untersuchungen von Atmosphären weit entfernter Exoplaneten möglich. "Was wir jetzt erhalten haben, ist eine ganz neue Art, das Klima der extremsten Exoplaneten zu erforschen", sagt Ehrenreich.

ESPRESSO Die Abkürzung ESPRESSO steht für "Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations", übersetzt: Echelle-Spektrograf für felsige Exoplaneten und stabile spektroskopische Beobachtungen.

(ens)

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