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Ein Team von Astronom*innen hat den bislang eindeutigsten Beweis dafür gefunden, dass einige Planeten außerhalb unseres Sonnensystems Magnetfelder aufweisen könnten. Mithilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) und des Gemini-North-Teleskops haben die Forschenden die Windgeschwindigkeiten auf sieben sehr heißen, Jupiter-ähnlichen Exoplaneten ermittelt. Die Beobachtungen ergaben, dass die Winde auf diesen Planeten höchstwahrscheinlich von Magnetfeldern beeinflusst werden. Damit gelang erstmals der zuverlässige Nachweis von Magnetismus auf Planeten außerhalb des Sonnensystems.
„Dieser Fortschritt eröffnet völlig neue Perspektiven für die Exoplanetenforschung. Zum ersten Mal können wir die Magnetfelder anderer Welten miteinander vergleichen – ein entscheidender Schritt, um letztendlich zu verstehen, welche Planeten lebensfähig bleiben, ihr Wasser behalten und vielleicht sogar eines Tages Leben, wie wir es kennen, beherbergen können“, sagt Julia Seidel, Astronomin am Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur, Frankreich, und Hauptautorin der heute in Nature Astronomy veröffentlichten Studie.
Das Magnetfeld der Erde wirkt sich auf vielfältige Weise auf unsere Atmosphäre aus und ist daher ein entscheidender Faktor für das Verständnis dessen, was den Planeten für Leben bewohnbar macht. Magnetfelder gibt es auch auf anderen Planeten des Sonnensystems, wie Jupiter und Saturn. In den letzten 15 Jahren ist es jedoch niemandem gelungen, die Stärke der Magnetfelder von Exoplaneten direkt zu messen – bis jetzt.
Das Team hatte sich jedoch nicht zum Ziel gesetzt, das Magnetfeld zu vermessen, sondern vielmehr die Winde. Sie bestimmten die Windgeschwindigkeiten auf sieben Exoplaneten, die verschiedene Sterne umkreisen: Gasriesen wie Jupiter, deren Rotation jedoch durch die Gezeitenkräfte des Muttersterns mit ihrem Umlauf synchronisiert wurde und sich sehr nahe an ihm befinden. So wie wir immer nur eine Seite des Mondes sehen, weisen diese Planeten stets eine Seite dem Stern zu. Dadurch haben sich eine glühend heißen Tagseite und eine eiskalten Nachtseite ausgeprägt. Dieser Temperaturunterschied schafft ein Klima, das sich völlig von dem auf unserem Planeten unterscheidet, nämlich eines mit extrem starken Winden. Die Windgeschwindigkeiten in ihrer Stichprobe reichten von etwa 7200 km/h bis über 25 000 km/h; zum Vergleich: Die schnellsten auf dem Jupiter gemessenen Winde erreichen Geschwindigkeiten von etwa 1500 km/h.
„Anfangs wollten wir herausfinden, ob sich die atmosphärischen Winde bei allen heißen Planeten gleich verhalten“, erklärt Seidel, die zuvor als Astronomin bei der ESO in Chile tätig war. Für ihre Messungen nutzte das Team Daten des ESPRESSO-Instruments am VLT der ESO in der chilenischen Atacama-Wüste sowie eines ähnlichen Instruments am Gemini-North-Teleskop auf Hawaii, USA. (Das VLT ist ein Teleskop der ESO, während Gemini North eine Hälfte des International Gemini Observatory ist, das teilweise von der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) finanziert und vom NSF NOIRLab betrieben wird.)
Als sie jedoch die Abhängigkeit der Windgeschwindigkeiten von der Planetentemperatur untersuchten, zeigte sich ein sehr faszinierendes Muster: Je heißer der Planet, desto langsamer der Wind. „Das widerspricht völlig der Intuition, denn unter sonst gleichen Bedingungen verfügen heiße Planeten über mehr Energie, um die Winde zu beschleunigen! Etwas muss den Wind bei heißeren Objekten bremsen“, sagt Vivien Parmentier, Mitautor der Studie und Professor am Laboratoire Lagrange.
Das Team kam zu dem Schluss, dass die plausibelste Erklärung für dieses Rätsel das Vorhandensein planetarischer Magnetfelder ist, da sie wie eine Bremse wirken und die Bewegung geladener Teilchen in der Atmosphäre verlangsamen können. Anhand der Daten konnten die Forschenden daher die Stärke des Magnetfelds auf jedem der untersuchten Planeten ableiten. Sie stellten fest, dass diese in ihrer Stärke mit denen in unserem Sonnensystem vergleichbar sind: etwa viermal so stark wie das von Saturn oder etwa halb so stark wie das von Jupiter.
Solch starke Magnetfelder könnten mehr als nur den Wind auf diesen fernen Planeten beeinflussen. „Hier auf der Erde kennen wir die Schönheit der Polarlichter, bei denen Teilchen der Sonne auf unser Magnetfeld treffen und zu den Polen geleitet werden. Dort kollidieren sie mit Gasen in der Atmosphäre und erzeugen farbenprächtige Schauspiele in Grün, Rosa und Violett“, erklärt Bibiana Prinoth, Mitautorin der Studie, ehemalige Doktorandin an der Universität Lund in Schweden und heute Astronomin bei der ESO in Garching, Deutschland. Auf den untersuchten Exoplaneten könnten die magnetisch angetriebenen Polarlichter noch spektakulärer sein.
Das Team wartet gespannt auf die Inbetriebnahme des Extremely Large Telescope der ESO, das dabei helfen wird, nicht nur große, Jupiter-ähnliche Exoplaneten, sondern auch kleinere wie die Erde zu charakterisieren und möglicherweise sogar Gase nachzuweisen, die auf diesen fernen Welten Polarlichter erzeugen könnten. Prinoth sagt: „Ich stelle mir gerne vor, dass der Himmel einiger dieser Welten nicht nur mit Sternen, sondern auch mit riesigen Vorhängen aus buntem Licht gefüllt ist, die über einen Planeten tanzen, der zur Hälfte in ewigem Tag und zur Hälfte in endloser Nacht liegt.“
Weitere Informationen
Das Team setzt sich zusammen aus Julia V. Seidel (Europäische Südsternwarte, Santiago, Chile [ESO Chile]; Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Frankreich [Lagrange]), Vivien Parmentier (Lagrange), Bibiana Prinoth (Lunds observatorium, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lunds universitet, Lund, Schweden [LU]), Thea Hood (Lagrange), Nishil Mehta (Lagrange), Brian Thorsbro (Lagrange, LU), Konstantin Batygin (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, USA), Tristan Guillot (Lagrange), Ragnar van den Broeck (Lagrange), Florian Debras (IRAP, Université de Toulouse, Toulouse, Frankreich), Daniel D. B. Koll (School of Physics, Běijīng Dàxué, China), Thaddeus Komacek (Department of Physics (Atmospheric, Oceanic and Planetary Physics), University of Oxford, Oxford, Vereinigtes Königreich [Oxford]), Hayley Beltz (Department of Astronomy, University of Maryland, College Park, USA), Emily Rauscher (Department of Astronomy and Astrophysics, University of Michigan, MI, USA), Lorenzo Pino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florenz, Italien), Matteo Brogi (Dipartimento di Fisica, Università di Ferrara, Ferrara, Italien; INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Turin, Italien), Joost P. Wardenier (Département de Physique, Institut Trottier de Recherche sur les Exoplanètes, Université de Montréal, Kanada [iREx]), Jacob L. Bean (Department of Astronomy & Astrophysics, University of Chicago, Chicago, USA [Chicago]), Björn Benneke (iREx und Department of Earth, Planetary, and Space Sciences, University of California, Los Angeles, CA 90095, USA), Jean-Michel L. B. Desert (Anton Pannekoek Instituut voor Astronomie, Universiteit van Amsterdam, Amsterdam, Niederlande), Pablo Drake (Lagrange), Siddharth Gandhi (Department of Physics, University of Warwick, Coventry, Vereinigtes Königreich und Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Coventry, Vereinigtes Königreich), Mark Hammond (Oxford), David Kasper (Chicago), Michael R. Line (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University, Tempe, USA [SESE]), Elspeth Lee (Center for Space and Habitability, Universität Bern, Bern, Schweiz), Stefan Pelletier (Observatoire astronomique de l’Université de Genève, Versoix, Schweiz), Andreas Seifahrt (International Gemini Observatory/NSF NOIRLab, Tucson, USA), Adrien Simonnin (Lagrange), Peter Smith (SESE) und Kevin B. Stevenson (JHU Applied Physics Laboratory, Laurel, USA).
Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftler*innen weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang. Astronom*innen nutzen sie, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken. Außerdem fördern wir die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet. Heute wird sie von 16 Mitgliedsländern (Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Italien, Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, und Tschechien) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt. Der Hauptsitz der ESO sowie das Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland. Die Teleskope der ESO stehen in der chilenischen Atacama-Wüste, einem wunderbaren Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal stehen das Very Large Telescope (VLT) mit dem zugehörigen Very Large Telescope Interferometer (VLTI) sowie Durchmusterungsteleskope wie VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das südliche Feld des Cherenkov Telescope Array (CTAO) betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf dem Hochplateau von Chajnantor das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones, nahe dem Paranal, errichten wir derzeit das Extremely Large Telescope (ELT). Es wird das größte optische Teleskop der Welt sein und wird oft als „das weltweit größte Auge am Himmel“ bezeichnet. Von unseren Büros in Santiago de Chile aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land. Außerdem arbeiten wir mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.
Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Der deutsche Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.
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Julia V. Seidel et al., "Magnetic field strengths of hot giant exoplanets consistent with Solar System values", Nature Astronomy (2026). https://doi.org/10.1038/s41550-026-02870-1
https://www.eso.org/public/germany/news/eso2606/ - Originalpressemitteilung der ESO mit weiteren Bildern und Videos
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Physik / Astronomie
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
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