Extrasolare Planeten: neue Modelle, um ihre Entwicklung zu erklären

2 Teams des CNRS (Zentrum für astronomische Forschung in Lyon oder CRAL und das Institut für Astrophysik in Paris oder IAP) haben numerische Computermodelle entwickelt, die die Evolution der extrasolaren Planeten erklären.

Insbesondere haben sie aufgezeigt, dass Planeten, die zu nah um ihren Stern kreisen, verdunsten können. Und ein Planet, der unterhalb einer kritischen Masse liegt, kann diese Verdunstung nicht überleben. Ein weiteres Model zeigt auch, wie sich der Radius des Planeten verändert.

Diese Arbeit basiert auf Beobachtungen, die vom berühmten Hubble Weltraumteleskop der NASA und ESA aus gemacht wurden. Die Forscher haben den Planeten HD209458b (Name: Osiris) beobachtet und zeigen können, dass er verdunstet und einen Teil seiner Atmosphäre emittiert. Der Grund dafür ist, dass dieser Planet ein Gasriese ist, wie unser Jupiter im Sonnensystem, aber tatsächlich sehr heiß ist: solche Planeten nennt man „heiße Jupiter“ oder auch „Pegaside“. Die Oberflächentemperatur erreicht 10.000 Grad, und diese hohe Temperatur, gekoppelt mit den vom Stern verursachten Tidekräften, führt zu einer Änderung der Gestalt der Atmosphäre, die nicht mehr sphärisch ist, sich jedoch wie ein Rugbyball ausdehnt. Und so flüchtet das Gas, in sehr großer Höhe, da es nicht mehr an die Schwerkraft des Planeten gebunden ist. Aufgrund dieser Verdunstung verliert der Planet einen Teil seiner Atmosphäre.

Dieses Phänomen ist stärker, wenn der Planet dem Stern sehr nah ist. Dies könnte erklären, warum man so wenige Riesengasplaneten findet, die sich näher als 7 Millionen Kilometer zu ihrem Stern befinden: unter einer kritischen Grenze verliert der Planet einen wichtigen Teil seiner Masse und wird undetektierbar, zumindest mit den Mitteln, die uns zur Verfügung stehen. Man kann auch vermuten, dass sich unter dieser Grenze kleine Planeten befinden, die die Reste von verdunsteten Riesengasplaneten sind.

Computersimulationen vom CRAL können auch beweisen, dass Planeten unter einer kritischen Masse in einer relativ kurzen Zeit (d.h. weniger als 5 Milliarden Jahre, das Alter unseres Sonnensystems) verdunsten können. Die Rechnungen ermöglichen es auch, die Spektralverteilung der Energie von solchen „heißen Jupitern“ vorherzusagen, die sehr stark von ihrem Stern bestrahlt werden.

Kontakt:
Gilles Chabrier ENS Lyon, 46
Allée d’Italie, F-69364 LYON Cedex 07
Email: chabrier@ens-lyon.fr
Tel. +33 4 7272-8706, Fax: -8080

Alain Lecavelier des Etangs
Institut d’astrophysique de Paris
98bis, Bd Arago, F-75014 Paris
Email: lecaceli@iap.fr
Tel. +33 1 4432-8077