Exoplanetenwetter: wolkig mit Aufheiterungen

  • 30. September 2013

Kepler-7b von Wolken umgeben – Kartierung ist wichtiger Schritt auf der Suche nach außerirdischem Leben.

Kepler-7b befindet sich außerhalb unseres Sonnensystems und kreist um einen sonnenähnlichen Stern in der Leier. Das Kepler-Weltraumteleskop der NASA entdeckte ihn vor drei Jahren. Eine Eigenschaft macht ihn für die Forschung besonders interessant: Seine Atmosphäre reflektiert das Licht seines Sterns sehr stark – nämlich um rund fünfzig Prozent, wie eine internationale Forschungsgruppe mit Berner Beteiligung zeigen konnte.

Das Weltraumteleskop Kepler entdeckte den Planeten durch die vorübergehenden „Mini-Sonnenfinsternisse“ seines Heimatsterns, während der dessen Helligkeit um knapp 0,75 % abnimmt.

Abb.: Das Weltraumteleskop Kepler entdeckte den mehr als Jupiter-großen Planeten (unten) durch die vorübergehenden „Mini-Sonnenfinsternisse“ seines Heimatsterns (oben), während der dessen Helligkeit um knapp 0,75 % abnimmt (Mitte; Bild: NASA)

Den Grund für diese starke Licht-Rückstrahlung konnte das Team ebenfalls aufzeigen: Kepler-7b ist von lichtreflektierenden Wolken umgeben. Die Forschenden haben diese Wolken erstmals in verschiedenen Phasen der Umlaufbahn von Kepler-7b gemessen – ähnlich wie wenn wir verschiedene Phasen bei Merkur und Venus beobachten. Aus den Messresultaten erstellten sie eine „Wolken-Karte“. Dies ist ein wichtiger Fortschritt, um mehr über den Einfluss von Wolken auf die Atmosphären von Exoplaneten zu erfahren. Solche Kenntnisse sind eine Voraussetzung bei der Suche nach außerirdischem Leben.

Wolken und Dunst kommen in der Atmosphäre von Planeten innerhalb unseres Sonnensystems sehr häufig vor. Die beiden aktuellen Kepler-7b-Studien und eine frühere Studie zum „Blue Planet“ sind die ersten, die etwas über Wolken außerhalb unseres Sonnensystems aussagen; an allen drei Studien waren Kevin Heng vom Center for Space and Habitability (CSH) und seine Exoclimes-Gruppe beteiligt.

„Wolken hinderten uns bisher, mehr über die Atmosphäre eines Exoplaneten herauszufinden“, erklärt Heng. Denn: Viele Exoplaneten-Forscher versuchen zu erfahren, wie das Lichtspektrum der Atmosphäre eines Exoplaneten durch die Anwesenheit von Leben beeinflusst sein könnte. Sind jedoch Wolken in der Atmosphäre vorhanden, lassen sich die Messungen nur schwer interpretieren, es sind also keine eindeutigen Aussagen über die Atmosphäre möglich. „Deshalb versuchen wir Erkenntnisse über die Wolken selbst zu gewinnen, um ihren Einfluss auf die Aussagen unserer Messungen berücksichtigen zu können“, sagt Heng.

Die Forschergruppe mass das reflektierte Licht von Kepler-7b während verschiedener Umlaufphasen mit Hilfe des Kepler-Teleskops. Sie erstellte daraus eine Phasenkurve, die ersichtlich macht, wie die verschiedenen Regionen der Oberfläche eines Exoplaneten das Licht unterschiedlich reflektieren. Damit fertigten die Forscher erstmals eine umfassende „Wolken-Karte“. Sie konnten zudem ableiten, wie groß die Partikel sind, aus denen die Wolken bestehen – was wiederum Rückschlüsse erlaubt über die Menge Licht, das die Wolken reflektieren oder absorbieren. „Mit zunehmenden Kenntnissen über den Wolken und den Atmosphären von Exoplaneten können wir eines Tages auch herausfinden, ob einige dieser Himmelskörper lebensfreundlich sind“, sagt Heng.

UniBe / OD

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