NASA: 4.500° C heißer Planet hat zwei Winter und Sommer pro Jahr – jeweils 9 Stunden lang

„Der Seltsamkeitsfaktor ist bei KELT-9 b hoch“, sagt John Ahlers, ein Astronom vom Goddard Space Flight Center der NASA. Auf der Suche nach (lebensfreundlichen) Exoplaneten sucht „TESS“, NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite, nach Sternen mit schwankender Helligkeit. TESS’s Daten haben es nun Astronomen ermöglicht, mehr über den heißesten bekannten Planeten zu erfahren.

KELT-9 b, also der erste entdeckte Planet um den Stern KELT-9, „folgt einer engen, fast polaren Umlaufbahn um einen zerquetschten Stern mit unterschiedlichen Oberflächentemperaturen“, so die Forscher. Dies erschwert nicht nur das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Planet und Stern, sondern führt auch zu außergewöhnlichen Jahreszeiten. Die Forschungsergebnisse erschienen bereits Anfang Juni in der Fachzeitschrift „The Astronomical Journal“.

Exoplanet KELT-9 b heißer als einige Sterne

Der 2017 entdeckte Exoplanet befindet sich in etwa 670 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Schwan. KELT-9 b ist ein Gasriese, der etwa 1,8-mal größer ist als Jupiter und die 2,9-fache Masse besitzt.

Ähnlich wie der Mond der Erde zeigt KELT-9 b seinem Stern stets die gleiche Seite, umkreist seinen Stern jedoch in nur 36 Stunden. Zum Vergleich, der Mond benötigt für eine Umrundung der Erde 27,3 Tage.

Aufgrund seines geringen Bahnabstandes von lediglich 5 Millionen Kilometern – 30 mal kleiner als der Abstand der Erde zur Sonne – erhält KELT-9 b von seinem Stern 44.000 Mal mehr Energie als die Erde von der Sonne. Dadurch steigt die Temperatur auf der „Tagseite“ des Planeten über 4.500 Grad Celsius. KELT-9 b ist damit heißer als die Oberflächen einiger Sterne und falle – wenn er ein Stern wäre – in die Spektralklasse K. Arktur, der Hauptstern des „Bärenhüters“ und ebenfalls in dieser Klasse, ist der scheinbar hellste Stern des Nordhimmels und der dritthellste Stern des gesamten Himmels.

Auch der Stern, der den Planeten beherbergt, ist eine Kuriosität. Er ist etwa doppelt so groß wie die Sonne und im Durchschnitt etwa 56 Prozent heißer. Aber er dreht sich 38-mal schneller als die Sonne und vollendet eine volle Umdrehung in nur 16 Stunden. Seine enorme Rotationsgeschwindigkeit verzerrt die Form des Sterns wie einen weichen, schnell drehenden Ball, der an den Polen abflacht und in der Mitte breiter wird.

Da die Energie, die durch Fusion im Inneren des Sterns erzeugt wird, weniger Materie passieren muss, heizen sich die Pole des Sterns auf und hellen sich auf, während sich die Äquatorregion abkühlt und verdunkelt. Diese sogenannte Gravitationsverdunkelung führt zu einem Temperaturunterschied über die Oberfläche des Sterns von fast 800° C.

„36-Stunden-Jahr“ mit zweimal Sommer, zweimal Winter

„Es ist wirklich faszinierend, darüber nachzudenken, wie sich der Temperaturgradient des Sterns auf den Planeten auswirkt“, sagte Goddards Knicole Colón, Mitautorin der Studie. „Die unterschiedlichen Energieniveaus, die von seinem Stern empfangen werden, erzeugen wahrscheinlich eine extrem dynamische Atmosphäre.“

Durch seine Umlaufbahn über die Pole durchläuft KELT-9 b bei jeder Umrundung zweimal den gesamten Temperaturbereich. Das läuft, so die Forscher, auf eigentümliche jahreszeitliche Abfolge hinaus.

„Sommer“ ist, wenn der Planet über die heißen Pole fliegt. „Winter“ ist, wenn er sich über dem kühleren Äquator befindet. Auf diese Weise hat KELT-9 b jedes Jahr zwei Sommer und zwei Winter, wobei jede Jahreszeit etwa neun Stunden dauert.

Der Professor für Physik an der Universität von Idaho und Koautor Jason Barnes ergänzte: „Von den Planetensystemen, die wir mit Hilfe der Gravitationsverdunkelung untersucht haben, sind die Auswirkungen auf KELT-9 b bei weitem die spektakulärsten.“ Insgesamt sind nach Angaben der NASA mehr als ein Dutzend Universitäten, Forschungsinstitute und Observatorien weltweit an der Mission beteiligt.

(Mit Material der NASA)