Astronomen entdecken Gasriesen mit Heliumschweif

Auf der Erde ist es zwar selten, aber im Universum ist Helium das zweithäufigste Element nach Wasserstoff. Seit dem Jahr 2000 gilt das Edelgas als einer der bestmöglichen Indikatoren einer Atmosphäre um Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems - zumindest in der Theorie. Der tatsächliche Nachweis gelang Astronomen aber erst vor Kurzem.

Im Fachblatt «Science» berichtet ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Genf von einem Exoplaneten, dessen Atmosphäre geradezu aufgepumpt ist mit Helium, wie ein Ballon, schreibt die Uni in einer Medienmitteilung vom Donnerstag.

Dank Hubble Helium nachgewiesen

Der Gasriese HAT-P-11b gilt als «warmer Neptun»: Seine Grösse ähnelt der des Gasriesen in unserem Sonnensystem, aufgrund seiner Nähe zu seinem Zentralstern herrschen auf HAT-P-11b jedoch 550 Grad Celsius.

Der Nachweis von Helium in der Atmosphäre von Exoplaneten war bisher deshalb so schwierig, weil seine Spektralsignatur im Infrarotbereich liegt und diese damit ausserhalb des Bereichs der meisten Instrumente liege, schrieb die Uni Genf. Mithilfe des Hubble Weltraumteleskops und eines weiteren, erdbasierten Teleskops mit einem speziellen Spektrograf - einem Instrument das Licht verschiedener Wellenlängen in die verschiedenen Farben zerlegt und mit Detektoren misst - kamen die Wissenschaftler dem Helium auf HAT-P-11b auf die Spur.

Wie ein aufgeblasener Ballon

«Wir vermuteten, dass die Nähe zu seinem Stern die Atmosphäre dieses Exoplaneten beeinflussen könnte», sagte Studienautor Romain Allart von der Uni Genf gemäss der Mitteilung. Die neuen Messungen zeigten eindeutig, dass die Atmosphäre durch die Strahlung des Sterns aufgebläht sei und ins All entweiche.

Gestützt wird diese Erkenntnis durch eine Simulation, mit deren Hilfe sich auch die Bewegung der Heliumatome nachvollziehen lasse, schrieb die Universität. «Helium wird von der Tagseite mit 10'000 Kilometern pro Stunde zur Nachtseite geblasen», sagte Vincent Bourrier. Weil es so ein leichtes Gas sei, könne es leicht der Anziehungskraft des Planeten entkommen und bilde eine grosse Wolke darum. Das verleihe HAT-P-11b die Form eines aufgeblasenen Heliumballons.

Vielversprechende erdbasierte Teleskope

Die Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten für die Erforschung der Atmosphäre von Exoplaneten, hiess es weiter. Sie zeigen, dass sich Signaturen dieser Atmosphären mit erdbasierten Teleskopen sogar besser erforschen lassen als mit Weltraumteleskopen wie Hubble - sofern sie mit den entsprechenden Spektrografen ausgestattet sind. In naher Zukunft sollen weitere erdbasierte Teleskope mit solchen Instrumenten ausgerüstet werden.