Fremdes Sonnensystem Erstmals Helium auf Exoplaneten nachgewiesen

Die Gasriesen Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem bestehen teils aus Helium. Nun haben Forscher das Edelgas zum ersten Mal auch bei einem Exoplaneten gefunden.

Exoplanet WASP-107b (künstlerische Darstellung)
ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

Exoplanet WASP-107b (künstlerische Darstellung)


Den Planeten umgibt eine Heliumwolke, die Zehntausende Kilometer ins All hinausreicht. Astronomen haben das Edelgas Helium erstmals in der Atmosphäre eines Planeten in einem anderen Sonnensystem nachgewiesen. Das Team um Jessica Spake von der University of Exeter in Großbritannien stellt seine Messungen im Fachblatt "Nature" vor.

Helium ist nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum. Die Gasriesen Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem bestehen zu wesentlichen Anteilen aus Wasserstoff und Helium. Astronomen haben das Edelgas auch in den Atmosphären gasförmiger Exoplaneten vermutet. Bisher habe es sich dort aber nicht nachweisen lassen, hieß es von der Universität.

Ein Achtel der Masse des Jupiters

Das Team um Spake nahm nun den rund 200 Lichtjahre entfernten Exoplaneten mit der Katalognummer WASP-107b ins Visier, der eine Sonne im Sternbild Jungfrau umkreist. Der im vergangenen Jahr entdeckte Planet ist fast so groß wie der größte Planet in unserem System, Jupiter, besitzt aber nur etwa ein Achtel der Masse. Er umrundet seinen Stern sehr dicht alle 5,7 Tage und zieht dabei - von der Erde aus gesehen - regelmäßig vor seinem Stern vorbei. Während eines solchen Transits wird seine Gashülle von hinten durchleuchtet.

Chemische Elemente in der Gashülle schlucken das Sternenlicht bei charakteristischen Wellenlängen und hinterlassen so ihren "Fingerabdruck" in der Strahlung des Sterns. Auf der Suche nach Helium in der äußeren Gashülle des Planeten untersuchten die Forscher den infraroten Teil des Sternenlichts auf charakteristische Spektrallinien. Üblicherweise wird sonst der ultraviolette Teil analysiert. So ist es den Forschern nun erstmals gelungen, ein Heliumsignal nachzuweisen.

Atmosphäre erdähnlicher Planeten untersuchen

Im Fall von WASP-107b ist das Heliumsignal sogar besonders ausgeprägt, was auf eine weite Verbreitung des Edelgases hindeutet. "Das von uns entdeckte Helium reicht als eine schwache Wolke weit hinaus in den Weltraum , die den Planeten umgibt", erklärt Ko-Autor Tom Evans von der University of Exeter. Die Forscher gehen davon aus, dass die Atmosphäre wegen der geringen Schwerkraft des Planeten langsam ins All abfließt und er so in einer Milliarde Jahren 0,1 bis 4 Prozent seiner Gesamtmasse verliert.

Mit ihrer Methode werden sich auch die Atmosphären erdgroßer Exoplaneten in fernen Regionen der Milchstraße analysieren lassen können, glauben die Astronomen. "Wir hoffen, diese Technik mit dem künftigen James-Webb-Weltraumteleskop nutzen zu können, um beispielsweise zu erkunden, welche Arten von Planeten große Hüllen aus Wasserstoff und Helium besitzen, und wie lange Planeten ihre Atmosphäre halten können", erläutert Spake. "Durch die Messung von Infrarotlicht können wir weiter in den Weltraum hinausspähen als wenn wir ultraviolettes Licht benutzen."

jme/dpa



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