Der Planet, WASP-121b (auch bekannt als Tylos), ist etwa 900 Lichtjahre entfernt im Sternbild Puppis (Achterdeck des Schiffs) zu finden. Es handelt sich um einen ultraheißen Jupiter, einen Gasriesen, der seinen Mutterstern so nah umkreist, dass ein Jahr dort nur etwa 30 Erdstunden dauert. Außerdem ist eine Seite des Planeten glühend heiß, da sie immer dem Stern zugewandt ist, während die andere Seite viel kühler ist. Das Team hat nun tief in die Atmosphäre von Tylos hineingespäht und dabei unterschiedliche Winde in separaten Schichten entdeckt und eine Karte der 3D-Struktur der Atmosphäre erstellt. Es ist das erste Mal, dass Astronominnen und Astronomen die Atmosphäre eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems so tiefgehend und detailliert untersuchen konnten.

"Die Atmosphäre dieses Planeten verhält sich auf eine Weise, die unser Verständnis der Wetterabläufe in Frage stellt – nicht nur auf der Erde, sondern auf allen Planeten. Es fühlt sich an, wie etwas aus einem Science-Fiction-Film", erklärt die Studienautorin Julia Victoria Seidel. "Unser Fund war eine Überraschung: Ein Jetstream wälzt Material um den Äquator des Planeten, während eine separate Strömung in den unteren Schichten der Atmosphäre Gas von der heißen Seite zur kühleren Seite transportiert. Ein solches Klima wurde noch nie auf einem Planeten beobachtet."

Der beobachtete Jetstream erstreckt sich über die Hälfte des Planeten, nimmt an Geschwindigkeit zu und wirbelt die Atmosphäre hoch oben am Himmel heftig durcheinander, während er die heiße Seite von Tylos überquert. "Selbst die stärksten Hurrikane im Sonnensystem wirken im Vergleich dazu ruhig", fügt Seidel hinzu.

Um die 3D-Struktur der Atmosphäre des Exoplaneten zu ermitteln, kombinierte das Team mithilfe des ESPRESSO-Instruments am VLT der ESO das Licht seiner vier großen Teleskopeinheiten zu einem einzigen Signal. Dieser kombinierte Modus des VLT sammelt viermal so viel Licht wie eine einzelne Teleskopeinheit und macht schwächere Details sichtbar. Durch die Beobachtung des Planeten während eines vollständigen Transits vor seinem Mutterstern konnte ESPRESSO Signaturen mehrerer chemischer Elemente erkennen und so verschiedene Schichten der Atmosphäre untersuchen.

Zuletzt hatte es mehrere aufsehenerregende Entdeckungen bei verschiedenen Exoplaneten gegeben. So wurden auf WASP-127b bis zu 33.000 km/h schnelle Überschallwinde gemessen. Forscher aus Jena haben einen Exoplaneten zwischen mehreren Sonnen untersucht. Und auf WASP-39 b konnte durch das James-Webb-Weltraumteleskop zum ersten Mal CO2 in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen werden.

cdi/pm