Gasplanet mit Überschall-Wind

WASP-127b ist etwas größer als Jupiter, besitzt aber weniger als ein Fünftel seiner Masse. Als "aufgebläht" oder "flauschig" bezeichnen Astronomen solche Planeten, die eine ungewöhnlich geringe Dichte aufweisen. Vermutlich ist es die Strahlung seines sonnenähnlichen Zentralsterns, die die Atmosphäre des Planeten erhitzt und aufbläht. Denn WASP-127b umrundet seinen Stern alle vier Tage auf einer sehr engen Umlaufbahn. Der Planet ist etwa sieben Mal näher an seinem Stern als Merkur an der Sonne.

Lisa Nortmann von der Universität Göttingen und ihre Kollegen haben WASP-127b mit dem Spezialinstrument CRIRES am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile ins Visier genommen. Das Gerät zerlegt die Strahlung des Planeten in seine Wellenlängen und erlaubt so, Bewegungen in der Atmosphäre von WASP-127b zu messen.

"Ein Teil der Atmosphäre bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit auf uns zu, während ein anderer Teil sich mit derselben Geschwindigkeit von uns weg bewegt", erläutert Nortmann das Ergebnis ihrer Beobachtungen. Die Bewegung verschiebt die Wellenlängen der Strahlung: Bewegt sich das Gas der Atmosphäre auf Beobachter zu, so wird die Strahlung kurzwelliger, bewegt es sich von Beobachtern weg, langwelliger.

Dieser sogenannte Dopplereffekt lässt sich auch im Alltag beim Schall registrieren, wenn etwa ein Einsatzfahrzeug mit Martinshorn vorüberfährt: Die Tonhöhe, also die Wellenlänge des Schalls, verändert sich: Sie ist während der Bewegung auf einen zu höher als wenn sich das Fahrzeug wieder entfernt.

Bei dem Planeten, so Nortmann, "zeigt uns dieses Signal, dass ein sehr schneller Jetstream mit Überschallgeschwindigkeit um den Äquator des Planeten weht". Die CRIRES-Messungen liefern für diesen Wind eine Geschwindigkeit von über neun Kilometern pro Sekunde - umgerechnet 33.000 Kilometer pro Stunde. "So etwas haben wir nie zuvor gesehen", betont Nortmann. Zum Vergleich: Die atmosphärischen Strömungen auf Jupiter erreichen am Äquator lediglich Geschwindigkeiten von knapp über 500 Kilometern pro Stunde.

"Ohne Widerstand kein Heulen"

Trotz der hohen Windgeschwindigkeit dürfte es auf WASP-127b eher ruhig zugehen. Denn das Heulen von Wind auf der Erde hat seine Ursache darin, dass die Luft um Hindernisse herumströmt. Da WASP-127b ein Gasplanet ist, gibt es dort jedoch keine Hindernisse für die Gasströmung - "und ohne Widerstand kein Heulen", so Nortmann. Zumindest am Äquator, denn zu den Polen hin könnte sich die Situation verändern. Dort, so die Forscherin, könnte es Turbulenzen geben und dann "könnten Druckwellen auftreten, die für einen fiktiven Beobachter als Lärm wahrnehmbar wären".

Die Beobachtungen des Teams zeigen auch, dass es an den Polen des Planeten kühler ist als am Äquator. Zudem ist es auf WASP-127b morgens etwa 175 Grad kühler als abends. Wobei "kühler" relativ ist: Die durchschnittliche Temperatur auf dem Planeten liegt bei über 1.100 Grad Celsius.