Elliptische Umlaufbahn: Warum ein Gasplanet regelmäßig auf 600 Grad erhitzt wird

Ein ferner Himmelskörper rast in einer ungewöhnlichen Bahn durch den Weltraum und nähert sich seinem Stern dabei extrem an. Was bei diesem Manöver passiert, offenbart tiefe Einblicke in atmosphärische Prozesse.

Der Exoplanet HD 80606 b durchläuft alle 111 Tage eine ungewöhnliche Phase, die sein Klima radikal verändert. Auf dem 248. Treffen der American Astronomical Society im kalifornischen Pasadena präsentierte ein Forschungsteam nun neue Daten, die von der US-Raumfahrtbehörde Nasa veröffentlicht wurden.

Der Himmelskörper besitzt etwa die vierfache Masse unseres Jupiters und bewegt sich auf einer extrem elliptischen Umlaufbahn um seinen sonnenähnlichen Stern. Diese exzentrische Bahn unterscheidet ihn von den meisten bekannten heißen Gasplaneten, die sich dauerhaft in unmittelbarer Nähe ihres Zentralsterns befinden.

Wenn sich HD 80606 b dem sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn nähert, dem sogenannten Periastron, steigen die Temperaturen rapide an. Das Mid-Infrared Instrument des James-Webb-Weltraumteleskops verzeichnete dabei einen Anstieg um rund 600 Grad Celsius.

„Heiße Gasplaneten gelten ohnehin schon als einige der extremsten Exoplaneten, die wir kennen, aber selbst in dieser Gruppe ist HD 80606 b einer der extremsten“, erklärt Tiffany Kataria. Die Forscherin leitet die Untersuchung am Jet Propulsion Laboratory der Nasa.

Durch den schnellen Temperaturanstieg verändern sich die chemische Zusammensetzung und die Wolkenstruktur des Planeten beinahe in Echtzeit. Solche dynamischen Bedingungen machen den Himmelskörper zu einem hervorragenden Beobachtungsobjekt, um atmosphärische Prozesse unter wechselnden Einflüssen zu dokumentieren.

Die Messungen basieren auf der Spektroskopie, einer Methode, die Licht in seine farblichen Bestandteile zerlegt und so Rückschlüsse auf Temperatur und chemische Elemente zulässt. Die Astronomin Laura C. Mayorga vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory im US-Bundesstaat Maryland betont die Effizienz dieser Beobachtung: „Die ungewöhnliche Umlaufbahn erlaubt es uns, innerhalb weniger Stunden Daten unter ganz verschiedenen Bedingungen zu sammeln und diese Erkenntnisse auf andere Exoplaneten zu übertragen“.

Die Datenerfassung erforderte eine komplexe Planung, da das Webb-Teleskop nur in einem engen zeitlichen Fenster auf den Planeten ausgerichtet werden konnte. Dabei musste die Position der Erde ebenso berücksichtigt werden wie die kurze Phase des Vorbeiflugs am Stern.