Astronomen haben die atmosphärische Kontur des heißen Jupiters WASP-17b detaillierter kartiert. Dabei zeigte sich, dass sie kein gleichmäßiger kreisförmiger Halo um den Planeten ist. Die durchlässige Atmosphäre ist asymmetrisch: Eine Seite reicht weiter als die andere.
Das Ergebnis basiert auf Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops und einer Methode namens Transmissionssaiten. Die Studie wurde von Wissenschaftlern der Cornell University und der University of Bristol gemeinsam geleitet und in Nature Astronomy veröffentlicht.
Mehr als eine einfache Planetensilhouette
WASP-17b ist ein extrem heißer Gasriese in etwa 1.300 Lichtjahren Entfernung. Wie andere „heiße Jupiter“ umkreist er seinen Stern so eng, dass eine Hemisphäre dauerhaft stellarer Strahlung ausgesetzt ist, während die andere in ständiger Dunkelheit liegt.
Planetenatmosphären werden bei Transits oft als saubere kreisförmige Umrisse dargestellt. Die neue Arbeit behandelt diesen Umriss als variabel und misst die Form über Winkel hinweg, die sich über die Pole des Planeten erstrecken.
Die Messungen zeigen eine weitgehend kugelförmige Atmosphäre mit ungleichmäßiger Kontur. Die Seite, die mit Gas von der dauerhaft beleuchteten Tagseite verbunden ist, reicht weiter; die Seite des Gases, das die kühlere Nachtseite durchquert hat, ist weniger ausgedehnt.
Wärme und Wind hinterlassen sichtbare Spuren
Die vorgeschlagene Erklärung ist die atmosphärische Zirkulation. WASP-17b besitzt einen breiten äquatorialen Jet mit hohen Windgeschwindigkeiten, der Material und Wärme von der Tag- zur Nachtseite bewegt. Das Gas am Abendrand ist nach seinem Weg von der bestrahlten Hemisphäre noch heiß und macht diesen Teil der Atmosphäre ausgedehnter.
Am Morgenrand hat das Gas die Nachtseite durchquert, bevor es zum Licht zurückkehrt. Dabei kühlte es ab und erscheint weniger ausgedehnt. Der Kontrast zeigt direkt, wie Strahlung, Temperatur und Winde eine Exoplanetenatmosphäre formen.
Eine Methode für detailliertere Studien des Exoplanetenwetters
Die Methode der Transmissionssaiten wurde an der University of Bristol von den Astrophysikern David Grant und Hannah Wakeford entwickelt. Ihre Anwendung auf WASP-17b gilt als erste Untersuchung ungleichmäßiger atmosphärischer Konturen eines Exoplaneten mit JWST-Daten auf diese Weise.
Der Befund bedeutet nicht, dass sich der Planet selbst radikal verformt hat. Der Effekt betrifft seine ausgedehnte, lichtabsorbierende Atmosphäre, eröffnet aber einen Weg, Bedingungen an verschiedenen Stellen des Randes einer fernen Welt zu untersuchen.
Von gemittelten Atmosphären zu kartierten Welten
Die Exoplanetenforschung hat sich zunehmend von der Entdeckung zur Charakterisierung von Welten bewegt. Dieses Ergebnis treibt die Charakterisierung weiter voran, indem es eine Atmosphäre als dynamisches dreidimensionales System statt als einzelne Durchschnittsschicht behandelt.
WASP-17b ist ein besonders günstiges Ziel, weil seine Atmosphäre groß und stark erhitzt ist. Die Studie zeigt, dass JWST-Beobachtungen Unterschiede sichtbar machen können, die durch die Bewegung von Wärme und Gas um den Planeten entstehen.
Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Phys.org. Originalartikel lesen.
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