Im Kosmos wimmelt es von Sternen mit planetaren Trabanten – das haben die Erfolge der Planetenjäger in den letzten Jahrzehnten eindrucksvoll gezeigt. Von vielen Exoplaneten konnten Astronomen auch bereits die Massen, Größen und damit die Dichten erfassen, wodurch wiederum Rückschlüsse auf ihre Zusammensetzungen möglich sind. Mittlerweile richtet sich der neugierige Blick immer mehr auf die Atmosphären. Einblicke in ihre Merkmale werden durch Spektralanalysen des Lichts möglich, das durch die Gashüllen schimmert, wenn die fernen Welten vor ihrem Zentralstern vorbeiziehen. Signaturen in der Strahlung können dabei Rückschlüsse auf das Vorkommen bestimmter Substanzen in der Atmosphäre ermöglichen.
Höllisches Forschungsobjekt
Im Fokus eines internationalen Astronomenteams um Bibiana Prinoth von der Universität Lund in Schweden stand nun einer der extremsten bekannten Exoplaneten. WASP-189b ist ein Jupiter-ähnlicher Himmelskörper, der etwa 322 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das Besondere: Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop CHEOPS ergaben, dass der Planet seinen Mutterstern 20-mal näher umkreist als die Erde die Sonne. In nur 2,7 Tagen saust er dadurch einmal um ihn herum. Entsprechend höllisch sind auch seine Temperaturen: Er erreicht den Schätzungen zufolge 3200 Grad Celsius auf seiner Tagseite.
Die aktuellen Einblicke in die Atmosphäre von WASP-189b sind den Forschern nun durch den HARPS-Spektrografen am La Silla-Observatorium in Chile geglückt. „Wir haben das die Atmosphäre des Planeten durchdringende Licht des Wirtssterns gemessen. Dabei absorbieren Gase in seiner Atmosphäre einen Teil des Sternenlichts, ähnlich wie Ozon einen Teil des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre absorbiert, und hinterlassen so ihren charakteristischen ‘Fingerabdruck’“, erklärt Prinoth. „Mithilfe von HARPS konnten wir die entsprechenden Stoffe der Atmosphäre dann identifizieren.”
Atmosphärische Strukturen zeichnen sich ab
Anhand der Signaturen in der Strahlung konnten die Wissenschaftler unter anderem Eisen, Chrom, Vanadium, Magnesium und Mangan in der Gashülle von WASP-189b nachweisen. Doch die wichtigste Entdeckung ist, dass die Atmosphäre Titanoxid enthält. Diese Verbindung konnte bisher bei ultraheißen Gasriesen zumindest nicht mit Sicherheit nachgewiesen werden. Das Interessante an Titanoxid ist dabei: Die bei uns seltene Substanz könnte in der Atmosphäre von WASP-189b eine wichtige Rolle spielen – ähnlich derjenigen von Ozon bei der Schichtung der Erdatmosphäre. „Titanoxid absorbiert kurzwellige Strahlung, wie etwa ultraviolette Strahlung. Seine Entdeckung könnte daher auf eine Schicht in der Atmosphäre von WASP-189b hinweisen, die ähnlich wie die Ozonschicht auf der Erde mit der Sterneneinstrahlung interagiert“, erklärt Co-Autor Kevin Heng von der Universität Bern.
