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StartseiteForschung aktuellAuf Exoplaneten regnet es Eisen12.03.2020

AstronomieAuf Exoplaneten regnet es Eisen

4200 Exoplaneten haben Forscher bislang außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Auf einem dieser fernen Exoten hat ein internationales Forschungsteam nun etwas Bemerkenswertes gefunden: Dort regnet es regelmäßig – allerdings nicht Wasser, sondern Eisen.

Von Frank Grotelüschen

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(ESO/M. Kornmesser)
Auf Exoplaneten regnet es möglicherweise Eisen (ESO/M. Kornmesser)
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Seine Entfernung: 640 Lichtjahre. Seine Größe: fast doppelt so groß wie Jupiter. Die Umlaufzeit um seinen Stern: knappe zwei Tage. WASP-76 b ist ein Exoplanet der Extreme. Und noch etwas macht ihn für den Genfer Astronomen Francesco Pepe besonders:

Extrem heiße Tagseite

"Die Tagseite des Planeten ist immer seinem Mutterstern zugewandt. Das ist genauso wie bei unserem Mond, der zeigt uns auch immer dieselbe Seite. Für WASP-76 b bedeutet das: Auf seine Tagseite ist es extrem heiß. Auf seiner Nachtseite ist es ebenfalls heiß, aber deutlich kühler als auf der Tagseite."

In Zahlen: Auf der Tagseite herrschen um die 2700 Grad Celsius, auf der Nachtseite ist es rund 1000 Grad kühler. Ein Szenario, das ein internationales Astronomieteam dazu bewog, doch einmal genauer hinzuschauen, und zwar mit einem der leistungsfähigsten Teleskope der Welt, dem VLT in Chile. Mit ihm ließ sich erkennen, wie der Planet um seinen Heimatstern rotiert – wobei er dem Teleskop abwechselnd seine Tag- und seine Nachtseite zeigte. Für ihre Beobachtungen nutzten Pepe und seine Kollegen ein brandneues Instrument am VLT.

"Das Instrument ist ein hochauflösender Spektrograph. Er nimmt das Spektrum eines Himmelskörpers auf, quasi seine Regenbogenfarben. In diesen Spektren erkennt man die Fingerabdrücke jener Atome und Moleküle, die es dort gibt. Und für WASP-76 b erhielten wir einen Fingerabdruck seiner Atmosphäre."

Natrium und Wasserdampf – Stoffe wie diese hatte man auf anderen Exoplaneten bereits aufgespürt. WASP-76 b aber hat etwas Besonderes zu bieten.

Atmosphäre enthält Eisen

"Wir haben festgestellt, dass seine Atmosphäre Eisen enthält. Dieser Planet ist derart heiß, dass Eisen verdampft und eine regelrechte Eisenatmosphäre bildet."

Doch dann sahen sich Pepe und seine Kollegen die Messdaten genauer an – und wurden stutzig. Deutlich fiel eine Asymmetrie ins Auge, ein Ungleichgewicht: Das Eisen zeigte sich nämlich nur auf der Tagseite, nicht aber auf der Nachtseite des gigantischen Planeten.

"Wir fragten uns: Wie kann das sein? Nun, auf der Tagseite verdampft das Eisen. Auf der Nachtseite dagegen ist es zu kühl, sodass das Eisen wieder kondensieren muss. Dort findet sich dann kein Eisen mehr in der Atmosphäre."

Abends regnet es Eisen

Die Schlussfolgerung lag auf der Hand: An der Abendseite des Planeten, am Übergang von Licht zu Schatten also, wird es immer kühler. Dort dürfte das heiße Eisen in der Atmosphäre zu kleinen Tropfen kondensieren und als Regen auf den Planeten herabfallen – ein regelrechter Eisenregen also, der nach unten prasselt. Eine Erkenntnis, die für Francesco Pepe zwar nicht völlig vom Himmel fiel, ihn aber immerhin überraschte.

"It was not completely out of the blue, but it was still a surprise."

Und eine Erkenntnis, die wieder einmal zeigt, wie vielfältig die Welt der Exoplaneten ist: Manche sind ultrakalte Eiswüsten, andere heiß wie die Hölle – und wieder andere scheinen der Erde tu ähneln und könnten ein durchaus lebensfreundliches Flair bieten. Und genau das sind die Welten, nach denen Pepe und seine Leute in Zukunft Ausschau halten wollen.

"Wir haben mit den ultraheißen Riesenplaneten angefangen, denn sie sind relativ leicht zu beobachten. Doch künftig wollen wir unser Instrument immer weiter verbessern, damit wir auch kleinere Planeten untersuchen können – Planeten ähnlich wie die Erde. Und dabei wollen wir Phänomene aufzuspüren, die noch kein Mensch zuvor beobachtet hat."

  

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