In 11,9 Lichtjahren Entfernung von uns, also in unserer stellaren Nachbarschaft, hat ein gasförmiger Riesenplanet namens Epsilon Indi Ab die Astronomen ĂŒberrascht: Seine AtmosphĂ€re enthĂ€lt Wassereiswolken, Ă€hnlich denen der Erde, ein unerwartetes PhĂ€nomen fĂŒr einen Super-Jupiter.
Mit einer Masse 7,6-mal so groà wie die des Jupiter und einem Àhnlichen Durchmesser umkreist sie ihren Stern viermal weiter entfernt als unser Jupiter die Sonne. Ihre relativ milde OberflÀchentemperatur zwischen 200 und 300 Kelvin (-73°C bis +27°C) stammt von der RestwÀrme ihrer Entstehung, was sie trotz der Entfernung zu ihrem Stern wÀrmer macht als Jupiter und sie als 'kalten Jupiter' einstuft. Dank des James-Webb-Weltraumteleskops haben Wissenschaftler einen unerwarteten atmosphÀrischen Reichtum entdeckt.
Epsilon Indi Ab, mit Wasserwolken ĂŒber seiner von Ammoniak dominierten AtmosphĂ€re.
Bildnachweis: E. C. Matthews, MPIA / T. MĂŒller, HdA
Um diese entfernte AtmosphÀre zu untersuchen, haben die Astronomen eine fortschrittliche Technik eingesetzt: die direkte Bildgebung mit einem Koronografen. Das MIRI-Instrument des JWST blockierte das Licht des Muttersterns und ermöglichte so, das schwache Leuchten des Planeten einzufangen. Die Bilder bei 11,3 Mikrometern offenbarten einen Mangel an Ammoniak im Vergleich zu den Vorhersagen.
Dieses Fehlen erklÀrt sich durch das Vorhandensein dicker Wassereiswolken, die einen Teil des gasförmigen Ammoniaks verdecken. Diese Wolken erinnern an irdische Zirruswolken, aber ihre Bildung und Verteilung sind noch nicht gut verstanden.
Die aktuellen Modelle der AtmosphĂ€ren gasförmiger Riesenplaneten enthalten keine Wasserwolken. Diese Entdeckung zeigt die Notwendigkeit, sie zu verbessern, um die RealitĂ€t besser abzubilden. Die Forscher hoffen, dass das Nancy-Grace-Roman-Weltraumteleskop, dessen Start fĂŒr 2026â2027 geplant ist, die Beobachtung dieser reflektierenden Eiswolken erleichtern wird. In der Zwischenzeit fordert das Team mehr Beobachtungszeit mit dem JWST, um andere Exoplaneten dieser Art zu untersuchen.
Wassereiswolken in planetaren AtmosphÀren
Auf der Erde bilden sich Wassereiswolken in groĂer Höhe, wie die Zirruswolken. Diese Wolken bestehen aus Eiskristallen und reflektieren das Sonnenlicht. In der AtmosphĂ€re von Epsilon Indi Ab wurden Ă€hnliche Wolken nachgewiesen.
Diese Wassereiswolken sind auf heiĂen Gasriesen selten, da die hohen Temperaturen die Kondensation von Wasser verhindern. Auf einem relativ kalten, aber nicht zu kalten Planeten wie Epsilon Indi Ab kann Wasser kondensieren und Wolken bilden. Ihre Anwesenheit beeintrĂ€chtigt die Sichtbarkeit von Ammoniak, indem sie bestimmte WellenlĂ€ngen blockiert.
Das VerstĂ€ndnis der Bildung und Verteilung dieser Wolken ist wichtig, um die atmosphĂ€rischen Modelle zu verbessern. ZukĂŒnftige Beobachtungen werden es ermöglichen, ihre Dicke, Höhe und VerĂ€nderungen zu bestimmen. Dieses Wissen wird helfen, die Signale von noch kleineren Planeten auf der Suche nach Lebenszeichen zu interpretieren.