Astronomen wiegen Exoplaneten

Erste direkte Bestimmung der Masse eines Planeten bei einem anderen Stern – Beobachtungen liefern zudem Hinweise auf starke Winde in der Atmosphäre

Künstlerische Darstellung des Planeten um den Stern HD 209458
Künstlerische Darstellung des Planeten um den Stern HD 209458

Leiden (Niederlande) - Der 153 Lichtjahre entfernte Stern HD 209458 wird von einem Planeten umkreist, dessen Masse zwei Drittel der Jupitermasse beträgt. Das zeigen extrem genaue Messungen, die ein Team niederländischer Astronomen im Fachblatt "Nature" präsentiert. Damit ist den Forschern erstmals die direkte Messung der Masse eines Exoplaneten gelungen. Die Beobachtungen zeigen außerdem einen starken Wind, der von der heißen Tag- zur kalten Nachtseite des Planeten weht.

Rund 460 Planeten bei anderen Sternen haben Astronomen inzwischen aufgespürt. Die Massen dieser Exoplaneten konnten sie bislang nur indirekt im Verhältnis zur Masse des jeweiligen Sterns bestimmen. Mit spektroskopischen Messungen am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile gelang Ignas Snellen von der Sternwarte Leiden und seinen Kollegen nun erstmals eine direkte Massenbestimmung.

Die Bahnebene des Planeten von HD 209458 liegt gerade so, dass er von der Erde aus gesehen regelmäßig vor seinem Stern vorüber zieht. Im Verlauf dieser so genannten Transits ändert sich die Bewegung des Planeten in Richtung auf die Erde, da er sich auf einer gekrümmten Bahn bewegt. Diese Änderung konnten Snellen und sein Team messen, daraus die Bahngeschwindigkeit des Planeten zu 140 Kilometern pro Sekunde und über das Newtonsche Gravitationsgesetz schließlich die Masse des Planet zu 0,64 Jupitermassen bestimmen.

Die Forscher stießen bei ihren Messungen auf eine zusätzliche Bewegung um zwei Kilometer pro Sekunde bzw. 7000 Kilometer pro Stunde. Snellen und sein Team sehen in dieser Verschiebung ein Indiz für einen starken Wind in der Atmosphäre des Planeten von HD 209458. Da der Planet sich mit einer Umlaufzeit von nur 3,5 Tagen auf einer sehr engen Bahn um den Stern bewegt, haben die Gezeitenkräfte ähnlich wie im System Erde-Mond dazu geführt, dass der Planet seinem Stern stets die gleiche Seite zuwendet. Dadurch kommt es zu extremen Temperaturunterschieden zwischen Tag- und Nachtseite und entsprechend starken atmosphärischen Strömungen entlang der Tag- und Nachtgrenze.