Hotspot on Hot Jupiter

Filmische Illustration des Systems mit dem unerwarteten heißen Fleck. Bild: NASA

Astronomen finden einen seltsamen "heißen" Fleck auf einem Exoplaneten

Beobachtungen des Spitzer-Teleskops der NASA entdecken einen entfernten Exoplaneten mit einem warmen Fleck an der falschen Stelle

Der Gas-Riese mit dem Namen Ypsilon Andromedae B kreist nahe seines Zentralgestirns, das eine seiner Seiten permanent erhitzt. Der Planet gehört aufgrund seiner Temperatur, Größe und gasförmigen Konsistenz zur Klasse der Heißen Jupiter.

Nun könnte man denken, dass sich die heißesten Stellen dieser Planeten am sonnennächsten Punkt der sonnenzugewandten Seite befänden; vergangene Beobachtungen haben jedoch immer wieder gezeigt, dass sich ihre "Hotspots" von diesem Punkt entfernt haben. Zunächst dachten Astronomen, dass atmosphärische Stürme für derlei Verschiebungen des heißen gasförmigen Materials verantwortlich seien. Ein neuer Fund stellt diese Annahme jedoch infrage. Mithilfe des Spitzer-Teleskops, mit dem Aufnahmen im Infrarotbereich gemacht werden können, wurde entdeckt, dass Ypsilon Andromedae Bs heißer Fleck um den enormen Wert von 80 Grad versetzt ist. Ursprünglich ist der heiße Fleck eher seitlich vom als direkt unter dem sonnennächsten Punkt des Planeten.

"Wir hatten wirklich nicht erwartet einen heißen Punkt so weit ‚verrutscht‘ zu finden", sagt Ian Crossfield, der federführende Autor eines in Kürze im Astrophysical Journal erscheinenden Artikels über die Entdeckung. "Das zeigt uns, dass wir eigentlich weniger von den Energien in der Atmosphäre Heißer Jupiter verstehen, als wir bislang dachten."

Die Beobachtungsergebnisse sind Teil eines immer stärker wachsenden Bereichs in der Exoplaneten-Forschung, begründet im Jahre 2005, als das Spitzer-Teleskop erstmals als Photonen-Detektor bei der Beobachtung von Exoplaneten eingesetzt wurde. Zusammen mit NASAs Hubble Space Telescope hat Spitzer bereits die Atmosphären verschiedener Heißer Jupiter untersucht und dabei Wasser, Methan, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid entdeckt.

Die Daten zeigen die Messergebnisse von Spitzer und die Abweichung des gefundenen heißen Flecks. Bild: NASA

In der aktuellen Studie berichten die Astronomen von Beobachtungen Ypsilon Andromedae Bs, die sie während fünf Tagen im Februar 2009 angestellt haben. Dieser Planet umrast seine Sonne förmlich in 4,6 Tagen, wie mithilfe der Radialgeschwindigkeits-Technik von Teleskopen auf der Erde gemessen wurde. Dabei zieht der Planet aber nicht vor seiner Sonne vorüber wie viele andere Heiße Jupiter, die Spitzer untersucht hat.

Das Teleskop ermittelt die Helligkeit des Lichtes, das der Planet und seine Sonne aussenden, während der Planet um sein Zentralgestirn kreist. Spitzer kann den Planeten dabei nicht direkt beobachten, jedoch Schwankungen in der Menge des vom System abgestrahlten Infrarotlichts messen, die auftreten, sobald der heiße Fleck des Planeten ins irdische Sichtfeld gerät. Dieser Punkt des Planeten strahlt das meiste Infrarotlicht ab.

Illustration eines Systems mit Heißem Jupiter. Bild: NASA

Nun könnte man denken, dass das System dann am hellsten erscheint, wenn der Planet direkt hinter der Sonne steht, weil dann am meisten von dieser zu sehen ist; und wenn der Planet dann vor seiner Sonne steht, sollte das System demzufolge am dunkelsten erscheinen - wie etwa bei einem Planetentransfer in unserem Sonnensystem. Ypsilon Andromedae ist jedoch dann am hellsten, wenn der Planet neben seiner Sonne steht und der Erde seine heiße Seite zuwendet. Die Astronomen sind sich noch nicht darüber im Klaren, warum dies so ist.

Sie haben verschiedene Faktoren im Verdacht: überschallschnelle Winde, die Schockwellen auslösen, welche die Materie aufheizen oder etwa magnetische Wechselwirkungen zwischen der Sonne und dem Planeten. Sobald mehr Heiße Jupiter untersucht worden sind, werden die Theorien überprüfbar sein. "Dies ist ein ziemlich unerwarteter Befund", so Michael Werner, der Projektleiter am NASA-"Jet Propulsion Laboratory" in Pasadena (Kalifornien). In einem ist er sich mit seinem Kollegen Crossfield einig: "Spitzer zeigt uns hier, wie wenig wir bislang von diesen fremden Welten verstehen." (Stefan Höltgen)

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