Beobachtungen von Planeten, die andere Sterne umkreisen, werden immer häufiger, da astronomische Techniken immer ausgefeilter werden. Was könnte das verursachen? In einer kürzlich durchgeführten Studie haben Beobachtungen des extrasolaren Planeten HD 209458b (auch inoffiziell als „Osiris“ bekannt, der einen Stern im Sternbild Pegasus umkreist) die bisher stärkste spektroskopische Signatur für einen riesigen extrasolaren Planeten ergeben, was darauf hinweist, dass Osiris eine riesige Wolke erzeugt von Gas. Dieses Gas geht aus der Atmosphäre des Planeten verloren. Osiris verdunstet…
Osiris umkreist einen Stern (fantasievoll) namens HD 209458, einen gelben Zwerg, der unserer Sonne nicht allzu unähnlich ist (mit 1,1 Sonnenmassen, 1,2 Sonnenradien und einer Oberflächentemperatur von 6000 K). Dieser extrasolare Planet ist insofern besonders, als er während seiner Transitzeit von 3,5 terrestrischen Tagen leicht zu beobachten ist. Dieses sehr kurze Jahr ist auf seinen kleinen Umlaufradius von nur 0,047 AE zurückzuführen. Osiris könnte als "heißer Jupiter" bezeichnet werden, da es sich um einen Gasriesen handelt, der ungefähr 60% der Masse des Jupiter ausmacht und innerhalb von 0,05 AE seines Muttersterns umkreist. Aufgrund seiner Nähe zu HD 209458 hat Osiris eine Oberflächentemperatur von über 1000 K.
Die Größe und die kompakte Umlaufbahn von Osiris bewirken, dass die Leuchtkraft von HD 209458 um 2% variiert, wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht. Aus diesem Grund wurde HD 209458 als „variabler Stern“ mit dem Namen V376 Pegasi bezeichnet.
Die spektroskopische Analyse des Sterns zeigt jedoch, dass die Emissionen von Elementen wie neutralem Wasserstoff und einem Kohlenstoffion weit stärker gedimmt sind als die optische Leuchtkraft von 2%. Was könnte diesen Anstieg der Dimmung für spektroskopische Emissionslinien verursachen? Da Licht von HD 209458 erzeugt wird, wird es von der Osiris-Planetenscheibe blockiert, wodurch die durch optische Instrumente beobachtete Dimmung von 2% erzeugt wird. Etwas vergrößert jedoch die Scheibenquerschnittsfläche und absorbiert bestimmte spektrale Wellenlängen der Sternemission. Beispielsweise gibt es einen 5-15% igen Dimmeffekt auf neutralen Wasserstoff (HI bei 121,6 nm) und einen 7-13% Dimmeffekt sowohl auf atomaren Sauerstoff (OI bei 130,5 nm) als auch auf einfach ionisierten Kohlenstoff (C II bei etwa 133,5 nm) ). Dies führte die Astronomen zu der Erkenntnis, dass Osiris von einer Gaswolke umgeben war, die die meisten optischen Wellenlängen passieren ließ, aber einige spektroskopische Linien absorbierte.
Da Osiris so nahe an seinem Stern umkreist, sind die Röntgen- und EUV-Emissionen aufregende Gase in der Exosphäre (dem obersten Bereich der Atmosphäre des Gasriesen), die Erwärmung und Expansion verursachen. Da der Planet stark von der Anziehungskraft seines Sterns beeinflusst wird, werden Gezeiten eine wichtige Rolle bei der Verstärkung der Ausdehnung der Atmosphäre von Osiris spielen. Ab einem bestimmten Punkt, wenn die „Exobase“ des Planeten (oder die Basis der Exosphäre) die Roche-Grenze erreicht, beginnen atmosphärische Gase, der Anziehungskraft des Planeten zu entkommen, und die Wechselwirkung mit HD 209458 verursacht a geometrisches Abblasenund stößt riesige Mengen atmosphärischer Gase in den Weltraum aus. Die Atmosphäre von Osiris ist daher verdampfen.
Dies ist ein faszinierendes Thema, und weitere Einzelheiten finden Sie in der kürzlich von David Ehrenreich vom Laboratoire d'astrophysique de Grenoble, Universität Joseph Fourier, Frankreich, veröffentlichten Übersicht.
Quelle: arXiv: 0807.1885v1 [astro-ph]
