Wissenschaftler werfen neues Licht auf Schicksal von Riesenplaneten
Während Gasriesen sich ihrer Sonne nähern, machen sie dramatische Veränderungen durch: Ihre Atmosphären dehnen sich schnell aus, werden instabil und fangen an, in den Weltraum hinein zu verbrennen. Jetzt hat eine Gruppe von Wissenschaftlern am University College London (UCL) berechnet, wie nah ein Gasriese seinem Stern kommen kann, bevor er dieses Schicksal erleidet. Die in der jüngsten Ausgabe des Magazins Nature veröffentlichte Arbeit wurde am 4. Dezember auf dem europäischen Forum für Wissenschaftsjournalismus in Barcelona, Spanien, präsentiert. "Wir wissen, dass der Jupiter eine dünne, stabile Atmosphäre besitzt und die Sonne bei fünf astronomischen Einheiten (AE) umkreist - mit anderen Worten: in einer Entfernung, die fünfmal so groß ist wie die der Erde zur Sonne. Im Gegensatz dazu wissen wir, dass nah umkreisende Exoplaneten wie HD209458b - der seine Sonne ungefähr 100-mal näher umkreist als der Jupiter - eine sehr ausgedehnte Atmosphäre haben, die in den Weltraum hinein verkocht. Unser Team wollte herausfinden, an welchem Punkt dieser Wandel stattfindet und wie er passiert", sagte Tommi Koskinen, einer der Autoren des Artikels. Viele Gasriesen wandern über Millionen von Jahren ihrer Sonne entgegen. Wenn sich ein Planet seinem Stern nähert, wärmt sich seine Atmosphäre auf, und wenn sich Dinge aufwärmen, dehnen sie sich aus. Die Atmosphären dieser Gasriesen haben allerdings auch einen eingebauten Thermostat in Form eines Moleküls mit dem Namen H3+. Diese elektrisch geladene Form von Wasserstoff entsteht durch die Einwirkung von Sonnenlicht, sodass um so mehr H3+ produziert wird, je geringer der Abstand des Planeten zu seiner Sonne ist. H3+ strahlt Sonnenlicht in großem Maße in den Weltraum zurück, was zu einer effektiven Temperatursenkung in der Atmosphäre des Planeten führt. Die Forscher haben ein komplexes, dreidimensionales Modell entwickelt, das die aufwärmende Wirkung der Sonne und den kühlenden Effekt von H3+ berücksichtigt. Das Modell enthüllte, dass die Atmosphäre des Planeten selbst in einer Entfernung von 0,16 AE von der Sonne stabil und jupiterähnlich bleibt. Befindet sich der Planet allerdings nur etwas näher an seiner Sonne, wird der Zusammenbruch des H3+-Kühlsystems aufgelöst und die Atmosphäre dehnt sich aus. "Wir haben herausgefunden, dass der maßgebliche Grenzpunkt bei 0,15 AE liegt", sagte Alan Aylward. "Wenn sich ein Planet auch nur ein wenig jenseits dieser Entfernung befindet, wird molekularer Wasserstoff instabil und kein H3+ mehr produziert. Der selbstregulierende, 'thermostatische' Effekt zerfällt und die Atmosphäre beginnt, sich unkontrollierbar aufzuheizen." Bei der Präsentation der Ergebnisse seiner Gruppe in Barcelona erklärte Steve Miller, dass das Phänomen, bei dem sich große Planeten in das Zentrum ihres Sonnensystems hinbewegen, relativ häufig ist. "Bei den mehr als 260 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, die wir gefunden haben, umkreisen 100 bis 120 ihre Sonne innerhalb einer astronomischen Einheit, sodass sie diesen Prozess durchlaufen haben oder ihn gerade durchlaufen", erklärte er. Der Jupiter, versicherte Professor Miller den Konferenzteilnehmern schnell, werde dies allerdings nicht tun.
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