Wolken aus besonderer SubstanzEin Rätsel um den "Pink Planet" gelöst
Ein ferner Himmelskörper gibt Forschern lange Fragen auf. Nun liefern neue Daten den ersten direkten Beweis für Wolken aus Salz in seiner Atmosphäre. Offen bleibt allerdings, ob es sich überhaupt um einen Planeten handelt - oder nur um eine andere Art von Objekt.
Der sogenannte Pink Planet (Rosa Planet) hat nach Angaben von Astronomen salzhaltige Wolken. "Die Beobachtungen liefern einige der ersten direkten Beweise für Salzwolken in der Atmosphäre eines kalten Objekts, ein Phänomen, das Wissenschaftler vor mehr als 15 Jahren theoretisch vorhergesagt hatten", schreibt die Northwestern University in Evanston bei Chicago.
Der Pink Planet sei der kälteste Begleiter eines Sterns außerhalb unseres Sonnensystems, der jemals mit bodengebundenen Instrumenten entdeckt worden sei, sagte Studienleiter Aneesh Baburaj von der Northwestern University. Erst mit dem James-Webb-Weltraumteleskop seien jedoch exakte Analysen möglich geworden. "Als wir die Daten genauer analysierten, erkannten wir, dass er sich von allem unterschied, was wir bisher untersucht hatten."
Ein Gasriese aus unserer kosmischen Nachbarschaft
Die Entdeckung des Gasriesen war 2013 unter anderem von Forschern des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heideberg präsentiert worden. Er umkreist den sonnenähnlichen Stern GJ 504 A, der sich in rund 57 Lichtjahren Entfernung von der Erde befindet. Damit befinde er sich in unserer kosmischen Nachbarschaft, schreibt das Team um Baburaj im "Astronomical Journal".
Trotz seines Spitznamens Pink Planet sind sich Astronomen nicht sicher, ob es sich überhaupt um einen Planeten handelt. Mit etwa der 25-fachen Jupitermasse liege GJ 504 b an der Grenze zwischen Riesenplaneten und Braunen Zwergen, schreibt die Universität. Braune Zwerge sind ein Zwischenobjekt zwischen Sternen und Planeten und haben eine schwache Leuchtkraft. Sie sind zu kühl und zu massearm, um mittels Kernfusion wie Sterne zu leuchten.
Die beobachtete Anreicherung von Elementen bei GJ 504 b, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind, interpretieren die Autoren als Hinweise auf eine Entstehung, die denen von Planeten ähnelt. Dies schließe jedoch einen Braunen Zwerg nicht vollständig aus. Sie nennen das Objekt daher Begleiter mit Planetenmasse oder auch schlicht Begleiter.
"Dunkle Kirschblüte" oder "mattes Magenta"?
Die Farbbezeichnung des Himmelskörpers als pink (rosa) geht nach Auskunft von Baburaj auf die US-Weltraumbehörde Nasa zurück. Sie hatte aufgrund ihrer Daten schon früher berechnet, dass der Himmelskörper eine Farbe hat, "die an eine dunkle Kirschblüte erinnert, ein mattes Magenta" und ihn in einer Mitteilung als einen rosa Planeten mit extrem niedriger Dichte (a puffy pink planet) bezeichnet.
Das Astronomenteam fing das schwache Licht des Himmelskörpers ein und blendete das Licht des viel helleren Wirtssterns mithilfe von Datenverarbeitungstechniken aus. Anhand des Strahlenspektrums konnte es so einige Elemente und Moleküle nachweisen, darunter Wasserdampf, Methan, Kohlendioxid und Ammoniak.
Um GJ 504 b zu rekonstruieren, speisten die Forscher ihre Daten in ein astrophysikalisches Modell ein. Doch die Ergebnisse waren noch nicht plausibel. Erst als sie bestimmte Wolken in das Modell einfügten, ergaben die Daten ein komplettes Bild.
Salzwolken wohl entscheidend
"Wir haben drei verschiedene Wolkentypen getestet, und Salzwolken passten am besten", sagte Baburaj. "Durch die Berücksichtigung der Salzwolken wurde das Signal von Molekülen, die tiefer in der Atmosphäre des Begleiters verborgen sind, abgeschwächt." Dadurch seien die mit dem James-Webb-Weltraumteleskop ermittelten Ergebnisse physikalisch nachvollziehbar geworden. Die Salzwolken tragen nur indirekt zum Lichtspektrum des Objekts bei, indem sie wie ein Filter auf die Strahlen der darunter liegenden Moleküle wirken.
"Dies ist das erste Mal, dass wir festgestellt haben, dass Salzwolken entscheidend für die Erklärung des Spektrums eines Objekts sind", sagte Baburaj. Laut Studie bestehen sie höchstwahrscheinlich aus Kaliumchlorid und Zinksulfid. "Es ist eine gute Erinnerung daran, Wolken in unseren Modellen zu berücksichtigen."
GJ 504 b sei unter den bislang direkt abgebildeten Exoplaneten mit rund 290 Grad Celsius relativ kalt. "Das Alter des Begleiters ist für seine kühle Temperatur verantwortlich", erklärte Baburaj. Obwohl solche Objekte bei ihrer Entstehung extrem heiß sind, kühlen sie mit zunehmendem Alter ab. Die Studienautoren schätzen das Alter des Objekts auf 2,5 bis 4 Milliarden Jahre. Die Nasa war noch von einem wesentlich jüngeren Alter ausgegangen.