17.10.2022 • AstronomieAstrophysik

Bislang schwerstes Element in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen

Entdeckung von Barium in den Hochatmosphäre zweier ultraheißen Gasriesen wirft Fragen auf.

Mit Hilfe des Very Large Telescope der Europä­ischen Süd­stern­warte ESO haben Astronomen das schwerste Element entdeckt, das jemals in der Atmosphäre eines Exoplaneten gefunden wurde: Barium. Die Entdeckung von Barium in großen Höhen in den Atmosphären der ultraheißen Gasriesen WASP-76 b und WASP-121 b ist eine Über­raschung und wirft Fragen zur Beschaffen­heit und Dynamik der exotischen Atmo­sphären solcher Planeten auf.

Abb.: Künstlerische Dar­stel­lung eines ultra­heißen Exo­planeten vor...
Abb.: Künstlerische Dar­stel­lung eines ultra­heißen Exo­planeten vor seinem Stern. (Bild: M. Korn­messer, ESO)

WASP-76 b und WASP-121 b sind ultra­heiße Jupiter: Sie sind von der Größe her mit Jupiter vergleichbar, besitzen jedoch extrem hohe Ober­flächen­tempe­ra­turen von über tausend Grad Celsius. Die Ursache dafür ist die große Nähe zu ihren Sternen, was auch bedeutet, dass ein Umlauf um den jeweiligen Stern nur ein bis zwei Tage dauert. Dias führt zu exotischen Eigen­schaften solcher Planeten. Bei WASP-76 b vermuten die Forscher beispiels­weise, dass es Eisen regnet.

Doch die Wissen­schaftler waren über­rascht, in den oberen Atmosphären von WASP-76 b und WASP-121 b Barium zu finden, das 2,5 Mal schwerer ist als Eisen. „Angesichts der hohen Schwerkraft der Planeten würden wir erwarten, dass schwere Elemente wie Barium schnell in die unteren Schichten der Atmosphäre fallen“, erklärt Olivier Demangeon von der Universität Porto.

Der Nachweis von Barium in den Atmo­sphären dieser beiden ultra­heißen Jupiter deutet darauf hin, dass diese Planeten­kategorie noch sonder­barer sein könnte als bisher angenommen. Für die Forscher stellt sich die Frage, welcher natür­liche Prozess dazu führen könnte, dass dieses schwere Element in diesen Exo­planeten in so großen Höhen vorkommt. „Derzeit sind wir uns über die Mechanismen noch nicht im Klaren“, so Demangeon.

Die Bestimmung der Zusammen­setzung der Atmosphäre eines Exoplaneten erfordert eine sehr spezielle Ausrüstung. Das Team nutzte das ESPRESSO-Instrument am VLT der ESO in Chile, um Sternen­licht zu analy­sieren, das durch die Atmosphären von WASP-76 b und WASP-121 b gefiltert worden war.

MPIA / RK

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