HR 8799 e ist ein eher ungemütlicher Planet. Der 2010 entdeckte Himmelskörper im Orbit des 129 Lichtjahre von der Erde entfernten und erst 30 Millionen Jahre jungen Sterns HR 8799  ist ein Gasriese ähnlich wie unser Jupiter. Aber er befindet sich deutlich näher an seiner Sonne, die zudem knapp fünf Mal so hell wie unser Zentralstern leuchtet. Das verschafft ihrem innersten Planeten (HR 8799 e ist trotz des “e” seiner Sonne am nächsten) eine deutlich heißere Atmosphäre, als unser Jupiter sie besitzt.

Das ist durchaus erstaunlich, denn mit etwa 14,5 AE ist HE 8799 e fast fünf Mal so weit von seinem Stern entfernt wie Jupiter. Der Gasriese bringt aber auch fünf bis zehn Mal mehr Masse auf die Waage und hat, da er wie seine Sonne noch recht jung ist, vermutlich noch sehr viel Hitze aus seiner Geburtsphase gespeichert. Astronomen der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist mit dem GRAVITY-Instrument am Very Large Telescope Interferometer (VLTI) nun am Beispiel von HR 8799 e die erste direkte Beobachtung eines Exoplaneten mittels optischer Interferometrie gelungen.

Ihr Ergebnis: Der Planet besitzt offenbar eine komplexe, 1000 Grad Celsius heiße Atmosphäre aus Kohlenmonoxid mit Wolken aus Eisen- und Silikat-Staub, die in einem planetenweiten Sturm zirkulieren. GRAVITY kann die vier VLT-Teleskope der ESO virtuell zusammenschließen, um ein einzelnes größeres Teleskop nachzuahmen. Dadurch entsteht ein Super-Teleskop – das VLTI –, das sowohl das Licht aus der Atmosphäre von HR 8799 e als auch das seines Muttersterns HR 8799 sammeln und präzise trennen kann.

Dabei stieß das Forscherteam auch auf einige Überraschungen. „Unsere Analyse zeigte, dass HR 8799 e eine Atmosphäre hat, die weitaus mehr Kohlenmonoxid als Methan enthält – was gemäß der Gleichgewichtschemie nicht zu erwarten ist“, erklärt Forschungsleiter Sylvestre Lacour. „Wir können dieses überraschende Ergebnis am besten erklären, wenn hohe vertikale Winde in der Atmosphäre verhindern, dass das Kohlenmonoxid mit Wasserstoff unter Bildung von Methan reagiert.“

In den Messergebnissen offenbarte sich zudem, dass in den Wolken Eisen- und Silikatteilchen enthalten sein müssen. Diese sind so schwer, dass es gewaltiger Stürme bedarf, um sie um den ganzen Planeten zu transportieren. „Unsere Beobachtungen deuten auf eine Gaskugel hin, die von innen beleuchtet wird, wobei warme Lichtstrahlen durch stürmische Flecken dunkler Wolken laufen“, erläutert Lacour. „Die Konvektion bewegt sich um die Wolken aus Silikat- und Eisenpartikeln herum, die sich auflösen und ins Innere regnen. So entsteht ein Bild der dynamischen Atmosphäre eines Riesenexoplaneten bei der Geburt, der komplexe physikalische und chemische Prozesse durchläuft.“