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WASP-43b: Ein Exoplanet mit Wolken aus flüssigem Gestein

Der Exoplanet WASP-43b ist eine Welt wie kaum eine andere – und voller Extreme. Etwas annähernd Vergleichbares gibt es in unserem Sonnensystem nicht.
Künstlerische Darstellung des Exoplaneten WASP-43b. Er findet sich in der rechten Bildhälfte und ist rötlich-braun. Links strahlt ein Stern in gelben und orangefarbenenen Tönen. Rest ist schwarzer Nachthimmel mit zahlreichen Leuchtpunkten.
Eine künstlerische Darstellung des heißen Jupiters WASP-43b, der seinen Mutterstern in einer engen Umlaufbahn umkreist.

Der Exoplanet WASP-43b ist eine unwirtliche Welt, die es in kosmischen Maßstäben vielleicht bald nicht mehr geben wird – und deren Eigenschaften mit »extrem« noch zurückhaltend beschrieben würden. Dieser heiße Jupiter umkreist seinen Stern WASP-43 in nur 19,5 Stunden und in sehr geringem Abstand, was zu gewaltigen Temperaturunterschieden auf dem Himmelskörper führt. Das belegt eine Karte der globalen Temperaturverteilung von WASP-43b, die ein Team um Laura Kreidberg vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg erstellt hat.

Dazu wertete die Arbeitsgruppe Infrarotdaten aus, die vom James Webb Space Telescope erfasst worden waren. Während auf dem Jupiter in unserem Sonnensystem im Mittel frostige minus 135 Grad Celsius herrschen, schwanken sie auf WASP-43b zwischen 600 Grad Celsius auf der Nachtseite und 1250 Grad Celsius auf der sonnenzugewandten Tagseite: Da der Planet in einem so engen Abstand um seinen Stern rast, gleichen sich Tag und Jahr an; die Umrundung des Sterns dauert genauso lange, wie der Planet für eine Drehung um seine Achse benötigt. Folglich beleuchtet und erwärmt der Stern immer dieselbe Seite des Planeten. Dies wird als »gebundene Rotation« bezeichnet.

Die extremen Temperaturgegensätze sorgen dafür, dass als Ausgleichsbewegung heftige Winde entstehen, die Geschwindigkeiten bis zu 9000 Kilometer pro Stunde erreichen. Nur mit den Unterschieden zwischen Tag und Nacht ließen sich die Temperaturkontraste allerdings nicht erklären. Modellrechnungen der Arbeitsgruppe bestätigten dann Daten verschiedener Weltraumteleskope, dass es auf der dunklen Seite Wolken gibt, welche die Infrarotstrahlung des Planeten hier mindert.

Welche Art Wolken ist jedoch unklar. Es handelt sich wegen der hohen Temperaturen weder um Wasserdampf- noch Ammoniakwolken, da beides angesichts der Hitze nicht kondensieren würde. Stattdessen vermuten Kreidberg und Co, dass die Wolken aus verdampften Gesteinen und Mineralen bestehen könnten: Die Aufheizung auf der Tagseite würde dafür ausreichen.

Wasserdampf ist über den gesamten Planeten verteilt, während Methan fehlt – was erstaunlich ist, da dieses Gas auf heißen Jupitern eigentlich oft vorkommt. Die dafür nötigen Re­aktions­part­ner passieren die kühlere Nachtseite vermutlich so schnell, dass für die erwarteten chemischen Reaktionen nur wenig Zeit bleibt, um ausreichend nachweisbares Methan zu produzieren. Jeder noch so kleine Anteil an Methan wird dagegen gründlich mit den anderen Gasen vermischt, die so rasch wieder auf die Tagseite getrieben werden, wo das Methan durch die Hitze zerstört würde.

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  • Quellen
Nature Astronomy 10.1038/s41550–024–02230-x, 2024

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