Eine kleinere, dunkle Kugel vor einer großen, gelb und orange Leuchtenden Kugel mit unregelmäßiger Oberfläche

Heiße Jupiter besitzen wasserarme Atmosphären

Die Atmosphären heißer Jupiter sind überraschend wasserarm. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Weltraumteleskop Hubble. Die Astronomen haben den Wassergehalt der Atmosphäre von drei Gasplaneten, die ihre Sterne auf extrem engen Umlaufbahnen umkreisen, mit der bislang höchsten Genauigkeit gemessen. Der geringe Wasseranteil stehe im Widerspruch zu den theoretischen Modellen für die Entstehung heißer Jupiter, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“.

„Unsere Wassermessung bei einem der Planten, dem 150 Lichtjahre entfernten HD 209458b, ist die bislang genaueste Messung des Anteils eines chemischen Stoffs in der Atmosphäre eines Exoplaneten“, sagt Nikku Madhusudhan von der University of Cambridge in Großbritannien. Die drei von ihm und seinen Kollegen erforschten Planeten ziehen auf ihrer Bahn von der Erde aus gesehen regelmäßig vor ihrem Zentralgestirn vorüber. Diese Transits machen nicht nur die Entdeckung der Planeten möglich, sie erlauben auch die Untersuchung ihrer Atmosphären. Denn der Anteil des Sternenlichts, der bei einem Transit durch die Lufthülle des Begleiters hindurchscheint, enthält Informationen über die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre.

Kleiner schwarzer Kreis (Planet) vor großem hellem Kreis (Stern), darunter ein Diagramm, in dem Helligkeit gegen Zeit aufgetragen ist.
Transit eines Exoplaneten

„Wir hatten erwartet, dass diese Planeten viel Wasser enthalten“, so Madhusudhan, „der geringe Anteil ist überraschend und bedeutet, dass wir unsere Modelle der Planetenentstehung und -wanderung überprüfen müssen.“ Denn bislang gehen die Astronomen davon aus, dass auch heiße Jupiter – wie der Jupiter im Sonnensystem – in den äußeren Bereichen der Gas- und Staubscheibe entstehen, die einen jungen Stern umgibt. Dabei sollte ein solcher Planet viel Sauerstoff ansammeln, der sich dann mit Wasserstoff zu Wasser verbindet.

Eine mögliche Erklärung für die niedrigen Werte wäre, dass dichte Wolken in der Atmosphäre die Messungen verfälschen. Eine solche Annahme führe jedoch zu unrealistisch schweren Wolkenpartikeln in zu großer Höhe, so die Forscher. Stattdessen vermuten Madhusudha und seine Kollegen, dass solche Riesenplaneten in ihrer Entstehungsphase weniger Wasserstoff und mehr Kohlenstoff aufnehmen – und dieser Kohlenstoff dann einen Großteil des Sauerstoffs bindet. Das Team plant die Untersuchung weiterer Exoplaneten, um dieser These nachzugehen.