Der Exoplanet TrES-2b ist schwärzer als Kohle

Astronomen haben den dunkelsten bekannten Exoplaneten lokalisiert, einen weit entfernten Gasriesen mit der Größe Jupiters, der als TrES-2b bekannt ist. Die Messungen der Forscher zeigen, daß TrES-2b weniger als ein Prozent des Sonnenlichts reflektiert, was ihn schwärzer als Kohle oder jeden anderen Planeten oder Mond unseres Sonnensystems macht. Die neu gewonnenen Erkenntnisse erscheinen in einer Ausgabe der Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„TrES-2b ist wesentlich weniger stark reflektierend, als schwarze Acrylfarbe, also ist es wirklich eine fremde Welt“, sagte Astronom und federführender Autor David Kipping vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). In unserem Sonnensystem ist Jupiter von hellen Wolken aus Ammoniak umgeben, die mehr als ein Drittel des Sonnenlichts, das auf sie fällt, reflektieren. Im Gegensatz dazu fehlen TrES-2b (er wurde im Jahr 2006 von der Trans-Atlantic Exoplanet Survey, TrES ,entdeckt) wegen seiner hohen Oberflächentemperatur reflektierende Wolken. TrES-2b umkreist seinen Stern in einer Entfernung von nur fünf Millionen Kilometer. Das intensive Licht des Sterns heizt TrES-2b auf eine Temperatur von mehr als 1000 Grad Celsius auf – viel zu heiß für Ammoniak-Wolken. Stattdessen enthält seine exotische Atmosphäre lichtabsorbierenden Chemikalien wie verdampftes Natrium und Kalium oder gasförmiges Titanoxid. Doch keine dieser Chemikalien kann die extreme Schwärze von TrES-2b vollständig erklären.

„Es ist nicht klar, was dafür verantwortlich ist, daß dieser Planet so außergewöhnlich dunkel erscheint“, sagte Co-Autor David Spiegel von der Princeton University. „Allerdings ist er nicht ganz pechschwarz. Es ist so heiß, daß es ein schwaches rotes Glühen, ähnlich wie eine brennende Glut oder die Spulen auf einem Elektroherd gibt.“ Kipping und Spiegel bestimmten das Reflexionsvermögen von TrES-2b mit Daten aus der NASA-Raumsonde Kepler. Kepler soll die Helligkeiten von weit entfernten Sternen mit höchster Präzision messen. Das Team überwachte die Helligkeit des TrES-2-Systems wenn der Planet seinen Stern umkreiste. Sie erkannten Phasen eines subtilen Verdunkelns und einer Aufhellung des Planeten. Es wird angenommen, daß TrES-2b durch Gezeitenkräfte ähnlich wie bei unserem Erdmond derartig beeinflußt wird, daß eine Seite stets dem Stern zugewandt ist. Und wie unser Mond, zeigt der Planet wechselnde Phasen, wenn er seinen Stern umkreist. Dies sorgt dafür, daß die Gesamthelligkeit des Sterns und seines ihn umkreisenden Planeten leicht schwankt.

„Durch die Kombination der eindrucksvollen Präzision von Kepler mit den Beobachtungen von über 50 Umkreisungen, entdeckten wir die kleinste jemals festgestellte Änderung der Helligkeit eines Exoplaneten: nur 6 parts per million“, sagte Kipping. „In anderen Worten war Kepler in der Lage, direkt sichtbares Licht zu erfassen, das von dem Planeten selbst ausging“. Die extrem geringen Schwankungen haben gezeigt, daß TrES-2b unglaublich dunkel ist. Eine reflektierende Welt hätte zu größeren Helligkeitsschwankungen beim Ändern der Planetenphase geführt. Kepler hat mehr als 1.200 planetarische Kandidaten in seinem Blickfeld ausgemacht. Zusätzliche Analysen werden zeigen, ob andere ungewöhnlich dunkle Planeten in den Daten lauern. TrES-2b umkreist den Stern GSC 03549-02811, der in etwa 750 Lichtjahre entfernt in Richtung auf das Sternbild Drache entfernt ist. (Ein Lichtjahr entspricht in etwa 9,461 Billionen Kilometern).

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Herschel-Teleskop weist Sauerstoffmoleküle im Weltraum nach

WASHINGTON – Das große Teleskop des Herschel Weltraumobservatoriums und die state-of-the-art Infrarot-Detektoren lieferten den ersten bestätigten Beweis für Sauerstoffmoleküle im Weltraum. Die Moleküle wurden in der Sternengeburtregion im Orionnebel entdeckt.

Einzelne Atome von Sauerstoff sind im Raum weit verbreitet, vor allem rund um massereiche Sterne. Aber molekularer Sauerstoff, der zu ca. 20 Prozent in der Luft die wir atmen enthalten ist, entzog sich den Astronomen bis heute.

„Das Gas Sauerstoff wurde in den 1770er Jahren entdeckt, aber es benötigte mehr als 230 Jahre, um endlich mit Gewißheit sagen zu können, daß dies sehr einfache Molekül im All existiert.“ sagte Paul Goldsmith, NASA-Herschel-Projektwissenschaftler bei dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien.

Goldsmith ist federführender Autor einer kürzlich erschienenen Studie, die die Ergebnisse in dem Astrophysical Journal beschreibt. Herschel ist eine von der European Space Agency mit wichtigen Beiträgen der NASA geführte Mission.

Die Astronomen suchten seit Jahrzehnten nach dem flüchtigen Molekül im Weltraum mit Ballonen sowie Boden-und Weltraumteleskopen. Das schwedische Odin Teleskop entdeckte das Molekül im Jahre 2007, aber die Sichtung konnte nicht bestätigt werden.

Goldsmith und seine Kollegen schlagen vor, daß Sauerstoff in Wassereis eingeschlossen ist, das winzige Partikel umgibt. Sie denken, daß der durch Herschel im Orionnebel entdeckte Sauerstoff gebildet wurde nachdem Sternenlicht die eisigen Körner erwärmte und Wasser freisetzte, das in Sauerstoffmoleküle umgewandelt wurde.

„Dies erklärt, wo sich ein Teil des Sauerstoffs verstecken könnte“, sagte Goldsmith.“Aber wir haben davon keine großen Mengen finden können und verstehen immer noch nicht, was so besonderes an den Stellen ist, wo wir es finden. Das Universum birgt noch viele Geheimnisse.“

Die Forscher planen, ihre Jagd auf Sauerstoffmoleküle in anderen Sternbildungsregionen fortzusetzen.

„Sauerstoff ist das dritthäufigste Element im Universum und seine molekulare Form muß im Raum reichlich vorhanden sein“, sagte Bill Danchi, Herschel Programm Wissenschaftler am NASA-Hauptquartier in Washington. „Herschel erweist sich als leistungsfähiges Werkzeug, um dieses ungelöstes Rätsel zu lösen. Das Observatorium bietet den Astronomen ein innovatives Tool, um eine ganze Reihe neuer Wellenlängen, unter denen sich die verräterische Signatur von Sauerstoff verstecken kann, zu untersuchen.“

Herschel ist eine wegweisende Mission der europäischen Weltraumagentur mit wissenschaftlichen Instrumenten, die von Konsortien europäischer Institute zur Verfügung gestellt werden. Das Herschel Pprojektbüro der NASA ist am JPL untergebracht, welches die die Missions-Technologie für zwei von Herschels drei wissenschaftlichen Instrumenten zur Verfügung stellt..

Das NASA Herschel Science Center ist ein Teil des Infrarot Entwicklungs- und Analysenzentrums am California Institute of Technology in Pasadena und unterstützt die US-Astronomen. Caltech verwaltet das JPL für die NASA.

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