03.07.2018

Flüchtige Atmosphäre

Stern fängt abströmendes Gas eines heißen Exo­planeten ein.

Der Exoplanet KELT-9b verdient das Attribut „höllisch“: Aufgrund seiner Nähe zu einem extrem heißen Zentral­stern ist er der heißeste Exoplanet, der bis­lang ent­deckt wurde. Jetzt haben Fei Yan und Thomas Henning vom MPI für Astro­nomie fest­ge­stellt, dass der Stern die Wasser­stoff­atmo­sphäre des Planeten nicht nur stark auf­heizt, sondern das ab­strö­mende Gas zudem auf­fängt. KELT-9 besitzt eine Ober­flächen­tempe­ratur von bis zu 10.000 Kelvin. Die Umlauf­bahn des Planeten um den Stern ist zehn­mal kleiner als die Umlauf­bahn Merkurs in unserem Sonnen­system. Auf der dem Stern zuge­wandte Tag­seite des 2017 ent­deckten Planeten beträgt die Tempe­ratur 4600 Kelvin. Das ist nicht nur heißer als alle anderen Exo­planeten, sondern sogar heißer als zahl­reiche Sterne.

Bild: Künstlerische Darstellung des heißen Sterns KELT-9 und seines Planeten KELT-9b. Forscher haben jetzt die aus­ge­dehnte Wasser­stoff­atmo­sphäre des Planeten nach­ge­wiesen, die sich auf­grund der starken Auf­hei­zung durch den Zentral­stern nach und nach ver­flüch­tigt. (Bild: MPIA)

Der Planet ist eine größere Version des Jupiter unseres Sonnen­systems. Seine Masse ist fast drei­mal so groß wie die des Jupiter, und sein Durch­messer ist fast doppelt so groß. Auf seiner Umlauf­bahn steht der Planet von der Erde aus gesehen regel­mäßig direkt vor seinem Zentral­stern. Bei jedem Transit schattet der Planet einen Teil des Sternen­lichts ab. Von der Erde aus erscheint der Stern dann jeweils ein wenig licht­schwächer als sonst. Über diesen Effekt wurde KELT-9b erst­mals nach­ge­wiesen.

Als Yan und Henning KELT-9b mit dem Spektrographen CARMENES am 3,5-Meter-Teleskop des Obser­vato­riums Calar Alto beob­ach­teten, fanden sie Spuren der Atmo­sphäre des Planeten: Wenn der Planet vor seinem Stern stand, gab es eine deut­liche Absorp­tions­linie für Wasser­stoff. Die Wasser­stoff­atmo­sphäre um KELT-9b besitzt eine über­raschend große Aus­deh­nung – ihre Dicke ent­spricht mehr als der Hälfte des Radius des Planeten. Modelle dafür, wie die Schwer­kraft des Sterns auf das Gas des Planeten wirkt, zeigen, dass die Atmo­sphäre so aus­ge­dehnt ist wie über­haupt nur möglich – Gas, das noch weiter ent­fernt vom Planeten ist, wird vom Planeten ab- und direkt auf den Stern gezogen. Die große Aus­deh­nung führt dazu, dass der Planet Wasser­stoff­gas mit einer beacht­lichen Rate von mehr als 100.000 Tonnen pro Sekunde ver­liert.

MPIA / RK

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