Flüchtige Atmosphäre: Planet lässt seine Hülle fallen

Äußerst ungemütlich geht es auf einem fernen Planeten zu, den Forscher mit dem Hubble-Teleskop beobachtet haben. Der Gasriese, der seinen Stern ungewöhnlich eng umkreist, verliert offenbar seine Atmosphäre.

Unser Sonnensystem ist ein vergleichsweise beschaulicher Platz - diese Erkenntnis konnten Planetenjäger in den letzten Jahren mit der Entdeckung zahlreicher ferner Sternsysteme belegen, in denen es deutlich dramatischer zugeht. Ein besonders ungemütliches Dasein fristen die so genannten "Hot Jupiters", jupiterähnliche Gasriesen, die ihr Heimatgestirn bedrohlich eng umkreisen.

Planet 209458b (Zeichnung): Schweif aus flüchtigem Wasserstoff

Foto: ESA

Was mit solchen Trabanten geschieht, konnten Wissenschaftler jetzt mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble zeigen. Das Team um Alfred Vidal-Madjar vom Institut d'Astrophysique de Paris, das seine Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature" veröffentlicht, hat einen Gasriesen um den Stern HD 209458 in der Konstellation Pegasus beobachtet. Dabei stellten die Forscher fest, dass der Planet eine ausgedehnte Atmosphäre besitzt - allerdings wohl nicht mehr allzu lange.

Der 1999 entdeckte Gasriese erinnert lediglich in Größe (1,3 Jupiterdurchmesser) und Gewicht (zwei Drittel Jupitermassen) an seinen Vetter im Sonnensystem. Seine Bahn hingegen ist extravagant. HD 209458b, so die Kennung des Planeten, rast einmal in dreieinhalb Tagen um seinen sonnenähnlichen Heimatstern. Die Distanz zwischen den beiden beträgt nur sieben Millionen Kilometer. Zum Vergleich: Jupiter hält zur Sonne den hundertfachen Sicherheitsabstand von 780 Millionen Kilometern.

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Gemeinsam mit Kollegen aus Frankreich, der Schweiz und den USA hatte Vidal-Madjar drei so genannte Transits verfolgt, bei denen der Planet vor dem Stern vorbeizieht. Das Licht des Zentralgestirns wird dabei zum Teil von Wasserstoffatomen in der Atmosphäre des Trabanten absorbiert. Nachdem sie das Spektrum dieser Strahlung mit dem Hubble-Teleskop aufgezeichnet hatten, konnten die Wissenschaftler Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Gashülle ziehen.

Die Daten lassen sich, so die Forscher, am einfachsten mit einer Atmosphäre von monströsen Ausmaßen erklären. "Wir waren erstaunt", erinnert sich Vidal-Madjar, "dass sich die Wasserstoffatmosphäre dieses Planeten über 200.000 Kilometer erstreckt." Allerdings wäre eine solche Hülle nicht stabil, vielmehr könnte der Wasserstoff ins All entkommen. Die Wissenschaftler glauben, dass HD 209458b auf diese Weise mindestens 10.000 Tonnen Gas in der Sekunde verliert.

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Der Grund des fortschreitenden Gewichtsverlustes ist die große Hitze, die in dieser Entfernung zum Stern herrscht. In der aufgeheizten Atmosphäre des Trabanten gewinnt der Wasserstoff genügend Energie, um sich der Schwerkraft zu entziehen. Unter Einwirkung der Sternenstrahlung bildet das flüchtige Gas vermutlich, wie Teammitglied Alain Lecavelier des Etangs erklärt, einen "breit gefächerten Schweif hinter dem Planeten, wie der eines Kometen".

Am Ende bleibt von der fernen Welt, die möglicherweise schon einen großen Teil ihrer Masse verloren hat, wahrscheinlich nur noch ein dichter Kern übrig. Der dafür verantwortliche Verflüchtigungsprozess könnte auch erklären, warum Astronomen bislang kaum Planeten entdeckt haben, die ihren Stern noch enger als HD 209458b umkreisen: In der größeren Hitze würden sie vermutlich sehr schnell verdampfen.