Astronomen finden Planet mit Kometenschweif

Ein Schweif wie ein Komet: Astronomen haben erstmals einen Exoplaneten beobachtet, der einen gewaltige Wolke aus Wasserstoffgas hinter sich her zieht. Sie entsteht, weil die harte Strahlung des nahen Sterns Atome aus der Gashülle des Planeten Gliese 436b wegreißt. Diese Entdeckung stützt die Theorie, nach der auch manche Gesteinsplaneten früher eine dichte Gashülle besaßen, berichten die Forscher im Fachmagazin „Nature“.

Der Exoplanet Gliese 436b gehört zu den heißen Neptunen: Er ist etwa genauso groß wie sein Namensvetter im Sonnensystem, aber statt eisiger Kälte herrschen auf ihm Temperaturen von rund 800 Kelvin, wie Messungen ergaben. Der Grund dafür ist simpel: Gliese 436b kreist in einer Umlaufbahn, die seinem Stern extrem nahe ist. Er streift während seines nur 2,64 Tage langen Umlaufs sogar die Hülle dieses kühlen Roten Zwergs.

Tausend Tonnen Gas pro Sekunde

Dass das nicht ohne Folgen bleibt, haben nun David Ehrenreich vom Observatorium der Universität Genf und seine Kollegen festgestellt. Als sie mit Hilfe des Hubbble-Weltraumteleskops das UV-Lichtspektrum von Stern und Exoplanet genauer analysierten, fanden sie Überraschendes: Der Planet zieht eine gewaltige Wolke aus Wasserstoffatomen hinter sich her. Wandert Gliese 436b vor seiner Sonne vorbei, bedeckt dieser Schweif 56 Prozent der sichtbaren Sternenoberfläche.

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Verursacht wird dieser Planetenschweif durch die energiereiche Röntgenstrahlung, die der Rote Zwerg aussendet. Sie trifft auf die Gashülle des Planeten und reißt Wasserstoffatome mit sich. „Jede Sekunde gehen dadurch rund 1.000 Tonnen Wasserstoff aus der Atmosphäre von GJ 436b verloren“, berichtet Koautor Peter Wheatley von der University of Warwick.

Masseverlust früher noch größer

Diese Menge entspricht allerdings nur einem Verlust von rund 0,1 Prozent der Planetenmasse pro einer Milliarde Jahre – nicht gerade viel. Die Astronomen vermuten aber, dass die Strahlung des nahen Sterns dem Planeten früher sehr viel mehr Gas weggerissen hat. Denn damals war der Rote Zwerg noch heißer und damit auch seine Strahlung rund 100-fach intensiver. Gliese 436b könnte dadurch bereits zehn Prozent seiner Masse verloren haben.

Diese Entdeckung hilft dabei aufzuklären, wie Gesteinsplaneten nahe an ihren Sternen sich entwickelt haben. Denn nach gängiger Theorie besaßen auch sie in ihrer Frühzeit eine dichte Gashülle und waren damit eine Art heißer Jupiter. Erst durch den extremen Sonnenwind ihres Sterns ging diese Hülle verloren.

Der Gasschweif von Gliese 436b erlaubt nun erstmals eine Einschätzung, wie viel Gas Planeten in enger Umlaufbahn durch ihren Stern verlieren. „Gliese 436b steht an der Grenze eines beträchtliche Masseverlusts“, so die Forscher. „Neptun-ähnliche Planeten, die noch weiter innen kreisen hätten sich wegen ihres stärkeren Atmosphärenschwunds wahrscheinlich weitaus dramatischer entwickelt.“ (Nature, 2015; doi: 10.1038/nature14501)

(University of Warwick, 25.06.2015 – NPO)