Bereits 2008 wurde das erste Mehrplanetensystem extrasolarer Planeten abgebildet, und die weitere Untersuchung der Planeten in diesem sehr jungen System liefert einige rätselhafte Ergebnisse. Astronomen, die das Keck-Observatorium nutzen, konnten das Spektrum eines Planeten, HR 8799 b, ermitteln und dabei die Temperatur, die chemische Zusammensetzung und die atmosphärischen Eigenschaften des Planeten ermitteln. Die Atmosphäre des Planeten ist anders als die eines zuvor untersuchten extrasolaren Planeten, und es scheint, dass der Planet extrem bewölkt und auch ziemlich heiß ist, obwohl er sehr weit von seinem Wirtsstern entfernt ist.
„Wir sind an einem Punkt angelangt, an dem wir nicht nur Planeten direkt um andere Sterne herum abbilden können, sondern auch beginnen können, die Eigenschaften ihrer Atmosphäre im Detail zu untersuchen. Die direkte Spektroskopie von Exoplaneten ist die Zukunft dieses Gebiets “, sagte Brendan Bowler, Doktorand an der Universität von Hawaii und Hauptautor der Studie.
Obwohl um andere Sterne über 500 Planeten entdeckt wurden, wurden nur sechs Planeten direkt abgebildet.
HR 8799 b ist einer der abgebildeten Planeten und einer von drei Gasriesenplaneten, die den Stern HR 8799 umkreisen, der sich 130 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Pegasus befindet. Bowler und sein Team sagten, dass die Eigenschaften der Planetenatmosphäre nicht durch aktuelle theoretische Modelle von Gasriesen-Exoplaneten erklärt werden können, selbst wenn diese eine normale Menge an dicken oder staubigen Atmosphären aufweisen. Aufgrund der neuen Daten auf diesem Planeten glauben die Astronomen, dass dieser Exoplanet extrem bewölkt ist, und vielleicht weisen alle jungen Gasriesenplaneten in ihrer Atmosphäre dieselbe Art von Wolkendecke auf.
Die Technik, mit der das Team die Temperatur des Planeten bestimmt, hängt von der Chemie der Atmosphäre des Planeten ab. Insbesondere kann die Anwesenheit oder Abwesenheit von gasförmigem Methan als Thermometer verwendet werden. Das Team stellte fest, dass HR 8799 b in seiner Atmosphäre wenig oder kein Methan aufweist. Basierend auf ihrem Spektrum und zuvor erhaltenen Bildern des Planeten und durch Vergleich der Beobachtungen mit theoretischen Modellen von Niedertemperaturatmosphären schätzen sie die kühlste mögliche Temperatur für den Planeten auf etwa 1200 Kelvin (etwa 1.700 Grad Fahrenheit).
Dieser Planet ist ziemlich weit vom Stern entfernt, 67-mal so weit wie die Erde-Sonne vom Wirtsstern.
Aktuelle theoretische Modelle sagen voraus, dass HR 8799 b etwa 400 Kelvin kühler sein sollte als gemessen, basierend auf dem Alter des Planeten und der Menge an Energie, die er derzeit emittiert. Das Team vermutet, dass die Diskrepanz entsteht, weil der Planet viel staubiger und wolkiger ist als von aktuellen Modellen erwartet.
„Direkte Studien zu extrasolaren Planeten stecken noch in den Kinderschuhen. Aber schon in diesem frühen Stadium lernen wir, dass sie ein anderes Tier sind als Objekte, die wir zuvor gekannt haben “, sagte Michael Liu, Astronomieprofessor an der Universität von Hawaii, Mitautor der Studie.
Die Planeten um HR 8799 sind unglaublich schwach, etwa 100.000 Mal schwächer als ihr Elternstern. Um das Spektrum von HR 8799 b zu erhalten, verließ sich das Team auf das adaptive Optiksystem des Keck II-Teleskops und konzentrierte sich mehrere Stunden lang auf den Stern. Dann benutzten sie das Keck-Instrument namens OSIRIS, eine spezielle Art von Spektrograph, um das Spektrum des Planeten präzise vom Licht seines Muttersterns zu trennen.
Ein Artikel, der die Studie beschreibt, wird später in diesem Jahr im Astrophysical Journal veröffentlicht. Die Zusammenfassung des Teams finden Sie hier.
Quelle: Keck-Observatorium
