Heiß, groß und wolkenfrei: Der 575 Lichtjahre entfernte PlanetWASP-62b ist der erste jupitergroße Exoplanet ohne eine Wolkendecke – und erst der zweite wolkenlose Exoplanet überhaupt. Belege für die klare Atmosphäre haben Spektralmessungen der Weltraumteleskope Hubble und Spitzer geliefert. Weil WASP-62b zudem mitten im Sichtfeld des künftigen James-Webb-Weltraumteleskops liegt, könnte er der erste Exoplanet sein, dessen Atmosphäre genau analysiert wird.
Astronomen haben inzwischen tausende Exoplaneten aufgespürt. Bei einigen von ihnen gibt es auch schon spektrale Hinweise auf die Präsenz von Atmosphären und einige ihrer Inhaltsstoffe. Darunter sind Helium, Wasserstoff und Wasserdampf, aber auch exotischere Phänomene wie Blausäuredampf, glühender Regen aus Eisen oder Wolken aus Rubinen und Saphiren.
Allerdings: Die meisten bisher bekannten Exoplaneten sind von dichten Wolkenschleiern verhüllt. Das macht es schwer bis unmöglich, die Zusammensetzung und Beschaffenheit ihrer Gashüllen vollständig zu erfassen. Selbst die „heißen Jupiter“ – Gasriesen sehr nah an ihrem Stern – sind meist von Dunst und Wolken verhangen. Astronomen schätzen, dass weniger als sieben Prozent von ihnen eine klare, wolkenlose Gashülle besitzen.
Ein heißer Jupiter unter spektraler Beobachtung
Umso spannender ist die aktuelle Entdeckung: Astronomen haben den ersten jupitergroßen Exoplaneten ohne Wolken aufgespürt. Der Gasriese WASP-62b liegt rund 575 Lichtjahre von uns entfernt und ist etwas größer als Jupiter, hat aber nur gut die Hälfte von dessen Masse. Er umkreist seinen Stern sehr eng und benötigt nur viereinhalb Tage für einen Umlauf. Mit einer Temperatur von gut 1.100 Grad ist er ein typischer heißer Jupiter.
„Ich gebe zu, dass ich diesen Planeten zunächst nicht sonderlich spannend fand, aber als ich dann die Daten sah, wurde es spannend“, sagt Erstautorin Munazza Alam vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Sie und ihr Team hatten die Gashülle von WASP-62b mithilfe der NASA-Weltraumteleskope Hubble und Spitzer im sichtbaren und infraroten Bereich spektroskopisch analysiert.
Keine Wolken weit und breit
Das überraschende Ergebnis: In der Gashülle des Planeten war neben anderen Elementsignaturen die komplette Bandbreite des Natriumspektrums zu erkennen. Normalerweise werden gerade von diesen Spektrallinien viele durch Wolken oder Dunst verschluckt. Selbst die Natrium-D-Linie bei 0,59 Mikrometern konnten die Astronomen identifizieren. „Das markiert die erste weltraumbasierte Beobachtung dieser Ränder der Natrium-D-Linie überhaupt“, erklären sie.
Nach Ansicht der Forscher lässt dies nur einen Schluss zu: „Das ist ein klarer Beweis dafür, dass wir hier eine klare Atmosphäre sehen – quasi der ‚rauchende Colt'“, sagt Alam. Damit ist WASP-62b der erste Exoplanet von der Größe des Jupiter, der nicht wolkenverhangen ist. Und er ist erst der zweite Exoplanet überhaupt, für den eine wolkenfreie Gashülle nachgewiesen wurde. Der einzige andere ist der saturngroße Gasplanet WASP-96b.
Perfekte Position für das James Webb
Das Spannende am wolkenlosen „Jupiter“ WASP-62b ist jedoch seine Lage: Er liegt nahe dem Himmels-Südpol und damit mitten im Sichtfeld des Ende 2021 startenden James-Webb-Weltraumteleskops (JWST). Bislang ist WASP-62b damit der einzige Gasriese, dessen Transit und Spektrum dieses Teleskop perfekt beobachten kann. Zudem ist nur sein Stern hell genug, um hochauflösende Spektraldaten zu liefern. Und wie sich nun zeigt, bietet der Planet dem JWST sogar einen wolkenfreien Blick.
Die Astronomen gehen deshalb davon aus, dass das JWST schon bei einem einzigen Transit vom WASP-62b mehr Informationen über die Atmosphäre eines solche heißen Jupiters gewinnen kann als alle bisherigen Beobachtungen zusammen. „Die klare Atmosphäre von WASP-62b ebnet den Weg zu extrem präzisen Messungen der molekularen Häufigkeiten und Konzentrationen“, konstatieren Alam und ihr Team. (The Astrophysical Journal Letters, 2021; doi: 10.3847/2041-8213/abd18e)
Quelle: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
