Forschung

Ein extremer Exoplanet

28.09.2020 - Erste Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop CHEOPS ermöglichen genaue Beschreibung des Exoplaneten WASP-189b.

Acht Monate nach dem Start von CHEOPS ist die erste wissen­schaftliche Publikation mit Daten erschienen, die dieses europä­ischen Weltraum­teleskop geliefert hat. Aufgabe der ESA-Mission ist die Charakte­ri­sierung bereits entdeckter Exoplaneten. Die ersten wissen­schaftlichen Erkennt­nisse der CHEOPS-Mission beinhalten eine detail­lierte Studie des Planeten WASP-189b. „Die gemachten Beobach­tungen zeigen, dass CHEOPS die hohen Erwartungen bezüglich Mess­leistung voll und ganz erfüllt“, sagt Willy Benz von der Uni Bern und Haupt­verant­wort­licher des CHEOPS-Konsortiums. WASP-189 b ist andert­halbmal so groß wie Jupiter, umkreist seinen Zentral­stern jedoch in einer extrem engen Umlauf­bahn in weniger als drei Tagen.

Planeten wie WASP-189b besitzen eine gebundene Rotation, haben also eine permanente Tagesseite und eine permanente Nachtseite. „Aufgrund der Beobach­tungen mit CHEOPS schätzen wir die Temperatur von WASP-189b auf 3200 Grad Celsius. Bei solch hohen Tempera­turen schmilzt Eisen und wird sogar gasförmig. Dieses Objekt ist einer der extremsten Planeten, die bislang bekannt sind“, sagt Monika Lendl von der Uni Genf.

„Da wir den Planeten in dieser Entfernung nicht direkt sehen können, müssen wir auf indirekte Methoden zurück­greifen“, so Lendl. CHEOPS verwendet dazu hoch­präzise Helligkeits­messungen: Wenn ein Planet von der Erde aus gesehen vor seinem Stern vorbei­zieht, erscheint der Stern kurz­zeitig dunkler. Wenn der Planet anderer­seits hinter dem Stern vorbei­zieht, wird das vom Planeten abgestrahlte oder reflektierte Licht für kurze Zeit vom Stern verdeckt. „Da der Exoplanet WASP-189b so nahe bei seinem Stern ist, ist seine Tages­seite so hell, dass wir das fehlende Licht bestimmen können, wenn er hinter dem Stern vorbei­zieht“, sagt Lendl. „Wir haben mehrere solcher Bedeckungen von WASP-189b beobachtet. Es scheint, dass der Planet nicht viel Sternen­licht reflek­tiert. Das führt aber wiederum dazu, dass er sich so stark aufheizt, dass er selbst einiges an Licht abstrahlt.“ Die Forscher vermuten, dass der Planet kaum Licht reflek­tiert, liege daran, dass er auf der Tagseite keine Wolken­decke habe. „Das ist nicht weiter erstaun­lich, da man in der Theorie davon ausgeht, dass sich bei so hohen Tempera­turen keine Wolken bilden können“, so Lendl weiter.

„Wir stellten außerdem fest, dass der Transit des Gasriesen eine asymmetrische Form hat. Das lässt sich dadurch erklären, dass der Stern selbst dunklere und hellere Zonen an seiner Ober­fläche besitzt“, erklärt Benz. „Das lässt dann weiter darauf schließen, dass der Stern selbst so schnell rotiert, dass seine Form nicht mehr kugel­förmig, sondern elliptisch ist.“ Auch sonst unter­scheidet sich der Stern, um den WASP-189b kreist, deutlich von der Sonne: Er ist deutlich grösser und über 2000 Kelvin heißer. „Um so heiße Sterne sind nur eine Handvoll Planeten bekannt, und dieses System ist bei weitem das hellste“, so Benz. Das mache ihn zu einem Maßstab für weitere Studien.

U. Bern / RK

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