WASP-76b ist ein riesiger Gas-Planet, der 640 Lichtjahre entfernt im Sternbild Fische zu finden ist und mehr als 2.400 Grad Celsius heiß werden kann. Allerdings nur auf der Tagseite, die der Exoplanet seinem Mutterstern dauerhaft zuwendet. Auf der Nachtseite von WASP-76b ist es immer dunkel und vergleichsweise kühler, etwa 1.500 Grad heiß. Dieser Temperaturunterschied zwischen Tag- und Nachtseite erzeugt auf dem Exoplaneten Sturm und ein Phänomen, das zum ersten Mal auf einem heißen Gas-Riesen entdeckt wurde.
Eisendampf wird zu Eisenregen
Die Temperaturunterschiede auf dem Exoplanet sorgen dafür, dass Eisendampf entsteht, der als Eisen-Regen niederprasselt. Wie kommt's? Der Mutterstern von WASP-76b bestrahlt den Exoplaneten mit tausendmal mehr Strahlung als die Sonne die Erde. Durch die gleißende Hitze spalten sich Moleküle in Atome und Metalle wie Eisen verdampfen mal eben in die Atmosphäre. Doch, was auf der Nachtseite, während der Exoplanet um seinen Stern rotiert, mit dem Eisendampf passiert, war für die Forscher der Europäischen Südsternwarte (ESO) lange ein Rätsel. Dort konnte man ihn nicht mehr nachweisen. Die Forscher gehen nun davon aus, dass der Eisendampf aufgrund der Temperaturunterschiede von der Tag- auf die Nachtseite des Exoplanten gepustet wird, dort durch die kühleren Temperaturen kondensiert und als Eisen-Regen niederfällt.
"Die Beobachtungen zeigen, dass in der Atmosphäre der heißen Tagseite von WASP-76b Eisendampf im Überfluss vorhanden ist. Ein Bruchteil dieses Eisens wird aufgrund der Rotation des Planeten und der atmosphärischen Winde in die Nachtseite eingetragen. Dort trifft das Eisen auf viel kühlere Umgebungen, kondensiert und regnet herunter." María Rosa Zapatero Osorio, Astrophysikerin am Zentrum für Astrobiologie in Madrid und Vorsitzende des ESPRESSO-Wissenschaftsteams.
Starkes Team aus Teleskop und Spektograf: VLT und ESPRESSO
Die Atmosphäre eines Exoplaneten zu untersuchen, ermöglichten zwei Instrumente der Europäischen Südsternwarte (ESO): Das Very Large Telescope (VLT) in Paranal, Chile, und der Echelle-Spektrograf für felsige Exoplaneten und stabile spektroskopische Beobachtungen (ESPRESSO). ESPRESSO ist ein Nachfolger des Exoplanetenjägers HARPS, hat sich aber als vielseitiger als sein Vorgänger erwiesen, wie die ESO-Forscher erstaunt feststellten: "Wir erkannten bald, dass die bemerkenswerte Sammelleistung des VLT und die extreme Stabilität von ESPRESSO ihn zu einem erstklassigen Gerät zur Untersuchung von Exoplanetenatmosphären machten", sagt Pedro Figueira, ESPRESSO-Instrumentenwissenschaftler an der ESO in Chile. Die Untersuchungsergebnisse über den Exoplaneten WASP-76b wurden am 11. März 2020 im Fachmagazin "nature" veröffentlicht.
Wenn die Abendstimmung greifbar wird: Die Übergangszone mit Wolken-Bergen zwischen Tag- und Nachtseite des Exoplaneten WASP-76b. Illustration.