Mit dem Weltraumteleskop CHEOPS ( Characterising Exolanet Satellite) will die europäische Weltraumagentur ESA Sternensysteme näher untersuchen, von denen bekannt ist, dass es dort einen oder mehrere Exoplaneten gibt. Acht Monate nach dem Start haben Astronomen nun die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse der Mission in einer Studie präsentiert.
Sehr großer und sehr heißer Exoplanet
Das erste Untersuchungsobjekt von CHEOPS war der Exoplanet WASP-189b. Er umkreist den Stern HD 133112. Er ist einer der heißesten Sterne, von denen bekannt ist, dass um sie Planeten kreisen. HD 133112 und seine Planeten sind 322 Lichtjahre von der Erde entfernt und im Sternbild Waage zu finden. Der Planet WASP-189b ist ein Gasriese und etwa eineinhalb Mal so groß ist wie Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems. Für eine Umrundung seines Sterns braucht er weniger als drei Tage. Daraus folgt, Exoplanet und Stern sind sich 20 Mal näher als Erde und Sonne.
Kategorie ultra-heißer Jupiter
Zudem wendet WASP-189b seinem Stern immer die gleiche Seite zu. Der Exoplanet hat daher eine permanente Tagesseite, die immer dem Licht des Sterns ausgesetzt ist, und eine permanente Nachtseite, die im Dunklen liegt. Auch deshalb unterscheidet sich das Klima auf ihm völlig von dem der Gasriesen Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem. Die an der Studie beteiligten Astronomen schätzen die Temperatur auf WASP-189b auf 3.200 Grad Celsius. Damit fällt er in die Kategorie eines "ultra-heißen Jupiters".
Helligkeitsschwankungen liefern Informationen
Exoplaneten sind zu klein, um sie von der Erde aus direkt beobachten zu können. Astronomen nutzen daher indirekten Methoden, um sie zu erforschen. Wenn ein Exoplanet von der Erde aus gesehen vor seinem Stern vorbeizieht, erscheint kurzzeitig ein wenig dunkler. Aus der Beobachtung eines solchen Transits lassen sich Informationen wie Größe und Form des Exoplaneten gewinnen. Doch auch wenn ein Exoplanet hinter seinem Stern vorbeizieht, kann es zu messbaren Helligkeitsschwankungen kommen.
"Da der Exoplanet WASP-189b so nahe bei seinem Stern ist, macht dies seine Tagesseite so hell, dass wir das 'fehlende' Licht bestimmen können, wenn er hinter dem Stern vorbeizieht. Wir haben mehrere solcher Bedeckungen von WASP-189b beobachtet. Es scheint, dass der Planet nicht viel Sternenlicht reflektiert. Das führt aber wiederum dazu, dass er sich so stark aufheizt, dass er selbst einiges an Licht abstrahlt." Monika Lendl, Département für Astronomie der Universität Genf, Erstautorin der Studie
Dass der Planet kaum Licht reflektiert, liegt laut der Astronomen vermutlich daran, dass er auf der Tagseite keine Wolkendecke hat. Dies sei auch nicht weiter erstaunlich, da man in der Theorie davon ausgeht, dass sich bei so hohen Temperaturen keine Wolken bilden können.
CHEOPS misst Helligkeitsschwankungen, wenn ein Exoplanet vor oder hinter seinem Stern vorbeizieht.
Strahlend blauer Stern
Nicht nur der Exoplanet WASP-189b ist in mehrerer Hinsicht ungewöhnlich, auch der Stern, den er umkreist. HD 133112 ist deutlich größer und wesentlich heißer als die Sonne. Deshalb erscheint der Stern blau und nicht gelbweiß. Um so heiße Sterne herum seien nur eine Handvoll Planeten bekannt, und dieses System sei bei weitem das hellste. Selbst die Form des Sterns ist eigenwillig.
"Wir stellten außerdem fest, dass der Transit des Gasriesen eine asymmetrische Form hat. Dies lässt sich dadurch erklären, dass der Stern selbst dunklere und hellere Zonen an seiner Oberfläche besitzt. Dies lässt dann weiter darauf schließen, dass der Stern selbst so schnell rotiert, dass dessen Form nicht mehr kugelförmig, sondern elliptisch ist." Willy Benz, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Hauptverantwortlicher des CHEOPS-Konsortiums
Mit der Transit-Methode lässt sich die Größe eines Exoplaneten bestimmen.
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