Ein „heißer Jupiter“ zieht vor seinem Stern vorbei. Bei einem solchen sogenannten „Transit“ kann das Nasa-Weltraumteleskop „TESS“ Planeten entdecken.

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Nasa-Entdeckung: Exoplanet ist ein „heißer Jupiter“ in seiner bisher extremsten Form


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Ein Weltraumteleskop der Nasa entdeckt einen Exoplaneten, der extremer ist als alles, was man bisher kannte. TOI-2109b ist heißer als so mancher Stern.

Boston – Etwa 4800 Planeten, die außerhalb unseres Sonnensystems einen Stern umkreisen, sind der Weltraumforschung bisher bekannt – und regelmäßig kommen neue hinzu. Manchmal sind Exoplaneten dabei, die Forschende überraschen, andere sind so extrem, dass es den Entdecker:innen eine eigene Veröffentlichung in einem Fachjournal wert ist. Wie im Fall des Exoplaneten mit dem Namen TOI-2109b. Seine Entdeckung vermeldet ein Team um den Planetenforscher Ian Wong vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston im Fachmagazin The Astronomical Journal.

Der Grund für die Veröffentlichung ist recht einfach: Der Exoplanet ist sehr extrem. Es handelt sich bei TOI-2109b um einen sogenannten „heißen Jupiter“ in seiner bisher extremsten Form. Per Definition ist ein „heißer Jupiter“ ein Planet, der mindestens die Masse des Planeten Jupiter hat, bei einer deutlich höheren Oberflächentemperatur als den -108 Grad Celsius, die der Gasriese in unserem Sonnensystem aufweist. Der Exoplanet TOI-2109b übertrifft das um Längen: Er hat etwa die fünffache Jupiter-Masse und erreicht auf seiner sonnenzugewandten Seite eine Temperatur von etwa 3300 Grad Celsius, schätzt die Forschungsgruppe. Das ist heißer als so mancher Stern und auch heißer als Exoplanet WASP-76b, auf dem es so heiß ist, dass es Eisen regnet.

Exoplanet TOI-2109b ist extrem – und heißer als so mancher Stern

TOI-2109b gilt derzeit als der zweitheißeste bisher entdeckte Planet. Seine hohe Temperatur entsteht durch seine Nähe zu seinem Stern: Der Exoplanet benötigt nur 16 Stunden, um seinen Stern ein Mal zu umkreisen – das ist der kürzeste von allen bisher bekannten Gasplaneten im Universum. Das Team um Wong geht davon aus, dass sich der extreme Exoplanet in einem Prozess befindet, bei dem sich sein Orbit immer weiter verkleinert und er sich spiralförmig um seinen Stern bewegt, „wie Badewasser, das den Abfluss umkreist“, heißt es in einer Mitteilung des MIT. „Wenn wir Glück haben, werden wir in ein oder zwei Jahren vielleicht in der Lage sein zu sehen, wie der Planet näher an seinen Stern heranrückt“, prophezeit Ian Wong, der Hauptautor der Studie. „Zu unseren Lebzeiten werden wir nicht mehr sehen, wie der Planet in seinen Stern stürzt. Aber in zehn Millionen Jahren könnte der Planet nicht mehr da sein.“

Nasa-Weltraumteleskop entdeckt extremsten Exoplaneten im Weltall

Entdeckt wurde der Exoplanet TOI-2109b vom Nasa-Weltraumteleskop „TESS“ (Transiting Exoplanet Survey Satellite), das vor einiger Zeit auch einen Exoplaneten entdeckt hat, auf dem es Wolken aus Wasser geben könnte. Am 13. Mai 2020 hat „TESS“ erstmals den Stern TOI-2109 im Sternbild „Herkules“ beobachtet. Er ist etwa 855 Lichtjahre von der Erde entfernt und die Forschungsgruppe hatte den Verdacht, dass er möglicherweise von einem Planeten umkreist wird. Etwa einen Monat lang sammelte das Weltraumteleskop Lichtdaten des Sterns, die das TESS-Team auf der Erde analysierte, um mögliche Transits von Planeten zu entdecken. Die Astronomie macht sich dabei eine einfache aber geniale Erkenntnis zu nutze: Zieht ein Planet vor einem Stern vorbei, blockiert er für kurze Zeit einen Teil des Sternenlichts. Findet man dieses „Flackern“, ist man also möglicherweise einem Exoplaneten auf der Spur.

Und tatsächlich wurden die Forschenden fündig und fanden den Planeten, der alle 16 Stunden für kurze Zeit das Licht seines Sterns verringerte. Anschließend wurden Teleskope von der Erde auf den Stern gerichtet, um den Planeten tatsächlich zu finden – TOI-2109b wurde in etwa 2,4 Millionen Kilometern Entfernung vom Stern entdeckt. Zum Vergleich: Der sonnennächste Planet Merkur in unserem Sonnensystem umkreist die Sonne in einem Abstand von etwa 58 Millionen Kilometern.

Name TOI-2109b
Typ heißer Jupiter
Umlaufzeit 16 Stunden
Masse fünffache Jupiter-Masse
Oberflächentemperatur 3300 Grad Celsius
Entfernung von der Erde 855 Lichtjahre

Extremer Exoplanet TOI-2109b soll mit Nasa-Weltraumteleskopen beobachtet werden

Das Forschungsteam hofft, dass sie den Exoplaneten TOI-2109b in Zukunft mit weiteren Werkzeugen untersuchen können – beispielsweise mit dem „Hubble“-Weltraumteleskop der Nasa oder dem „James Webb“-Weltraumteleskop, das die Nasa noch im Dezember 2021 ins Weltall schicken will. „Ultraheiße Jupiter wie TOI-2109b bilden die extremste Unterklasse von Exoplaneten“, betont Wong. „Wir haben jetzt erst begonnen, einige der einzigartigen physikalischen und chemischen Prozesse zu verstehen, die in ihren Atmosphären ablaufen.“ Für diese Prozesse gebe es keinen Vergleich in unserem Sonnensystem, so der Astronom.

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Eine künftige Erforschung von TOI-2109b könnte auch Aufschluss darüber geben, wie heiße Jupiter überhaupt entstehen. „Seit Beginn der exoplanetaren Wissenschaft wurden heiße Jupiter als Sonderlinge angesehen“, erinnert sich Co-Autor Avi Shporer vom MIT. Die Forschung stelle sich auch heute noch zahlreiche Fragen: „Wie erreicht ein Planet von der Masse und Größe des Jupiter eine Umlaufbahn von nur wenigen Tagen?“, wundert sich Shporer und erklärt: „Wir haben so etwas in unserem Sonnensystem nicht und sehen dies als Gelegenheit, sie zu studieren und ihre Existenz zu erklären.“ (tab)

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