🌧️ Es regnet Rubine und Saphire auf diesem Planeten

Ein Ort, an dem der Wind mit 18.000 km/h weht und es flüssiges Metall, Rubine und Saphire regnet: Diese Beschreibung, die einem Science-Fiction-Roman würdig ist, entspricht doch der Realität eines Exoplaneten namens WASP-121b, einem „ultraheißen Jupiter“, der die Vorstellungskraft übersteigt.

Dieser Gasplanet umkreist seinen Stern so nah, dass ein Jahr dort nur 30,5 Stunden dauert. Seine Nähe zum Stern ist so groß, dass die Gezeitenkräfte ihn zu einer eiförmigen Gestalt verformt haben und eine weitere Annäherung ihn zerstören würde. Auf seiner Tagseite sind die Temperaturen hoch genug, um Metalle zu verdampfen, während sich in der Nacht Eisen oder sogar Kristalle kondensieren und bilden könnten, um dann als Regen zu fallen.


Mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops haben Astronomen Temperaturunterschiede zwischen der Morgen- und Abenddämmerung dieses Planeten festgestellt. Durch die Beobachtung, wie das Sternenlicht beim Durchgang von WASP-121b vor seinem Stern absorbiert wird, stellten sie fest, dass der Abend-Terminator wärmer ist als der Morgen-Terminator. Dieser Unterschied ist auf starke Winde zurückzuführen, die Wärme von der Tagseite zur Nachtseite transportieren.

Die Messungen offenbarten auch Variationen in den Signalen von Wasserdampf und Kohlenmonoxid. Die wärmere Abendseite könnte Wassermoleküle in der oberen Atmosphäre aufspalten. Die kühlere Morgenseite könnte teilweise durch Silikatwolken verdunkelt sein, obwohl genauere Modelle zur Bestätigung erforderlich sind.

Diese neuen Daten ergänzen frühere Beobachtungen. Das Hubble-Teleskop hatte bereits Magnesium und Eisen entdeckt, die aus der Atmosphäre entweichen, wahrscheinlich unter dem Einfluss intensiver ultravioletter Strahlung des Sterns. Das Very Large Telescope in Chile zeigte verwickelte Winde und Jetstreams, die sich über die Hälfte des Planeten erstrecken.

Die Technik, die das Team um Cyril Gapp vom Max-Planck-Institut für Astronomie anwendete, könnte auch auf andere ultraheiße Planeten angewendet werden. Sie wird den Vergleich der atmosphärischen Bedingungen dieser fernen Welten ermöglichen und ein wesentliches Puzzlestück zu unserem Verständnis von Exoplaneten hinzufügen. Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

Spektroskopie von Exoplaneten

Um die Atmosphäre eines Exoplaneten wie WASP-121b zu untersuchen, nutzen Astronomen die Spektroskopie. Wenn der Planet vor seinem Stern vorbeizieht (ein Transit), durchquert ein kleiner Teil des Sternenlichts seine Atmosphäre. Die vorhandenen Moleküle absorbieren bestimmte Wellenlängen und erzeugen so eine Art Fingerabdruck.

Durch die Analyse dieses Lichts mit empfindlichen Instrumenten wie denen des James Webb kann man die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, ihre Temperatur und sogar die Windbewegungen identifizieren. Jedes Molekül hinterlässt eine einzigartige Signatur: Wasser, Kohlendioxid, Methan usw.

Diese Technik ermöglicht es, die Atmosphäre in verschiedenen Höhen und Längen zu untersuchen und so eine dreidimensionale Karte der außerirdischen Wetterbedingungen zu erstellen.