Dank des Very Large Telescope der ESO konnten Forscher Winde beobachten, die Eisen und Titan in der Atmosphäre von WASP-121b, einem ultraheißen Gasriesen, transportieren. Diese Beobachtungen zeigen ein Klima, das sich radikal von allem unterscheidet, was wir in unserem Sonnensystem kennen, mit Stürmen von ungekannter Heftigkeit.
WASP-121b, auch bekannt als Tylos, befindet sich etwa 900 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dieser Planet hat eine Besonderheit: Er befindet sich in einer synchronen Rotation mit seinem Stern, was bedeutet, dass eine Seite ständig der stellaren Hitze ausgesetzt ist, während die andere in Dunkelheit verharrt. Die Oberseite seiner Stratosphäre soll eine Temperatur von etwa 2500°C haben.
Wissenschaftler haben entdeckt, dass die Atmosphäre von Tylos in drei verschiedene Schichten strukturiert ist, jede mit ihren eigenen Windcharakteristiken. Diese komplexe Schichtung wurde durch das Instrument ESPRESSO deutlich, das es ermöglichte, die Geschwindigkeiten und chemischen Zusammensetzungen der verschiedenen atmosphärischen Schichten zu messen.
Künstlerische Darstellung des Exoplaneten WASP-121b, die die verschiedenen Schichten seiner Atmosphäre zeigt.
Credit: ESO/M. Kornmesser
Eine der überraschendsten Entdeckungen ist die Anwesenheit eines Natrium-Jetstreams, der sich beschleunigt, während er die heiße Seite des Planeten durchquert. Dieses Phänomen, das bisher noch nie beobachtet wurde, deutet auf einzigartige Klimamechanismen hin, die die aktuellen Modelle der planetaren Meteorologie durcheinanderbringen.
Neben Natrium haben die Forscher auch Titan in der Atmosphäre von Tylos entdeckt, ein Element, das bisher als nicht vorhanden galt. Diese Entdeckung unterstreicht die Bedeutung von bodengestützten Beobachtungen für die Erforschung von Exoplaneten und ergänzt die Daten, die von Weltraumteleskopen gewonnen werden.
Diese Fortschritte deuten an, was zukünftige Teleskope wie das Extremely Large Telescope der ESO, das derzeit im Bau ist, enthüllen könnten. Diese Instrumente werden es ermöglichen, die Atmosphären kleinerer und potenziell bewohnbarer Planeten mit beispielloser Präzision zu untersuchen und so unser Verständnis des Universums zu erweitern.
Diagramm, das die Struktur und Bewegung der Atmosphäre von Tylos zeigt.
Credit: ESO/M. Kornmesser
Was ist ein Exoplanet?
Ein Exoplanet ist ein Planet, der sich außerhalb unseres Sonnensystems befindet und einen anderen Stern als die Sonne umkreist. Der erste Exoplanet wurde 1992 entdeckt, und seitdem wurden Tausende weitere identifiziert.
Diese Planeten variieren in Größe, Zusammensetzung und Entfernung zu ihrem Wirtsstern. Einige sind Gasriesen, die Jupiter ähneln, während andere felsig sind und potenziell Leben beherbergen könnten.
Die Erforschung von Exoplaneten ist entscheidend, um die Vielfalt der planetaren Systeme im Universum zu verstehen und nach Umgebungen zu suchen, die außerirdisches Leben begünstigen könnten.
Wie untersuchen Astronomen die Atmosphären von Exoplaneten?
Astronomen verwenden Techniken wie Spektroskopie, um das Licht von Sternen zu analysieren, das die Atmosphäre eines Exoplaneten durchdringt. Dieses Licht enthält Informationen über die chemische Zusammensetzung und die atmosphärischen Bedingungen des Planeten.
Indem sie die Veränderungen in diesem Licht beobachten, wenn der Planet vor seinem Stern vorbeizieht, können Wissenschaftler die Anwesenheit verschiedener Gase und Elemente sowie die Bewegungen der atmosphärischen Winde ableiten.
Diese Methoden ermöglichen es, die Atmosphären von Exoplaneten dreidimensional zu kartieren und bisher unerreichte Details über ihr Klima und ihre Meteorologie zu enthüllen.