Biomarker: Webb-Weltraumteleskop entdeckt Kohlendioxid, Methan und Dimethylsulfid in der Atmosphäre der Super-Erde K2-18b

Künstlerische Darstellung des Planeten K2-18b (Illu). Copyright: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Cambridge University)
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Künstlerische Darstellung des Planeten K2-18b (Illu).Copyright: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Cambridge University)

Künstlerische Darstellung des Planeten K2-18b (Illu).
Copyright: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Cambridge University)

Cambridge (Großbritannien) – Mit dem Weltraumteleskop James Webb hat ein internationales Forscherteam Kohlendioxid und Methan in der Atmosphäre des 120 Lichtjahre von der Erde entfernten Planeten „K2-18b“ identifiziert. Die Werte legen nahe, dass es sich also um einen sogenannten Hycean-Planeten handelt, also um eine Welt, die eine Wasserstoffreiche Atmosphäre und eine von einem Ozean bedeckte Oberfläche aufweist. Zudem gibt es Hinweise auf Dimethylsulfid, – ein Molekül, das auf der Erde nur von Lebewesen produziert wird.

Wie das Team um Nikku Madhusudhan von der University of Cambridge aktuell in einem Fachartikel in einer kommenden Ausgabe der „The Astrophysical Journal Letters“ berichten wird, handele es sich um die ersten atmosphärischen Daten zu diesem Exoplaneten, der den Roten Zwergstern „K2-18“ innerhalb dessen habitabler Zone umkreist – jener Abstandregion um einen Stern, innerhalb derer es auf einer Planetenoberfläche aufgrund gemäßigter Temperaturen flüssiges Wasser und damit die Grundlage zumindest des uns bekannten irdischen Leben geben kann.

Planeten wie K2-18b, deren Größe zwischen der unserer Erde und des Neptuns rangieren, sind in unserem eigenen Sonnensystem (noch) unbekannt. Vor diesem Hintergrund sind solche „Super-Erden“ oder „Sub-Neptune“ noch wenig verstandene Planetenklassen. Nicht zuletzt deshalb interessieren sich Astronomen und Astronominnen natürlich auch für die Zusammensetzungen ihrer Atmosphären.

„Unsere Daten unterstreichen die Notwendigkeit, unterschiedliche lebensfreundliche Umgebungen in Betracht zu ziehen, wenn wir nach außerirdischem Leben im fernen all suchen“, erläutert Madhusudhan. „Traditionell konzentriert sich die Suche nach Leben bislang hauptsächlich auf kleinere und erdartigere Planeten, dabei bieten sich Hycean-Welten aufgrund ihrer Größe für atmosphärische Beobachtungen regelrecht an.“

Das mit dem James Webb Space Telescope (JWST) ermittelte atmosphärische Spektrum vom „K2-18b“. (Klicken sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.)

Copyright: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Cambridge University)https://esawebb.org/images/weic2321b/

Copyright: NASA, CSA, ESA, J. Olmstead (STScI), N. Madhusudhan (Cambridge University)
https://esawebb.org/images/weic2321b/

Das Vorhandensein von Methan und Kohlendioxid sowie kleine Mengen an Ammoniak in der Atmosphäre von K2-18b unterstreicht die bisherige Hypothese der Forschenden, dass der Planet eine an Wasserstoff reiche Atmosphäre und einen globalen Ozean besitzt.

Hinzu liefern die ersten Beobachtungsdaten mit Webb auch das Vorhandensein des Moleküls Dimethylsulfid (DMS), einer einfachen Schwefelverbindung, nahe, wie sie auf unserer Erde ausschließlich von von Phystoplankton in meeresartigen Umgebungen erzeugt wird. Allerdings müssen diese Werte durch weitere Beobachtungen noch genauer überprüft werden, um sie in aussagekräftigen Mengen zu bestätigen.

Das Team um Madhusudhan ist deshalb so vorsichtig, weil es die Größe des Planeten, der etwa den 2,6-fachen Radius unserer Erde aufweist, daraufhin deutet, dass das Planeteninnere – ähnlich wie das des Neptun – einen großen Mantel aus Hochdruck-Eis, dafür aber eine sehr viel dünnere wasserstoffeiche Atmosphäre aufweist. Einige Modelle vermuten deshalb, dass die Ozeane von Hycean-Planeten zu warm für uns bekanntes Leben sein könnten.

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In weiteren Beobachtungen sollen nun weitere Infrarot-Spektografien von K2-18b erstellt werden. „Unser Ziel ist der Nachweis von Leben auf einem lebensfreundlichen Exoplaneten. Das würde unsere Vorstellung vom Universum und unserem Platz darin transformieren“, so Madhusudhan abschließend. „Unsere Ergebnisse sind ein vielversprechender schritt in diese Richtung und zu einem besseren Verständnis von Hycean-Planeten.“




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Recherchequelle: ESA

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