Künstlerische Darstellung des Exoplaneten „GJ 1132 b“ (Illu.).
Copyright: NASA, ESA, Robert L. Hurt (IPAC)
Chicago (USA) – US-Wissenschaftler haben erfolgreich eine neue Methode zur Suche nach Atmosphären um ferne erdartige Exoplaneten getestet. Ein wichtiger Schritt auch zur Suche nach potenziell lebensfreundlichen Planeten.
Wie das Team um die Doktorandin Qiao Xue und Prof. Jacob Beans von der. University of Chicago aktuell im Fachjournal „Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.3847/2041-8213/ad72e9) berichtet, wurden zwar bereits erdartige und vermutlich auch erdähnliche Exoplaneten, also Planeten, die einen anderen Stern als die Sonne umkreisen, entdeckt. Bislang konnte jedoch noch um keinen dieser Planeten eine Atmosphäre nachgewiesen werden. Ein solcher Nachweis könnte nicht nur dortiges Leben offenbaren, sondern auch helfen, zu verstehen, wie sich Atmosphären bilden und halten.
„Mit den umfangreichen Daten des James-Webb-Weltraumteleskops, hoffen wir bereits in diesem Jahr Trends zu erkennen, die uns mehr über die Atmosphärenbildung und die Bewohnbarkeit von Planeten lehren“, so Xue.
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Um die Bedingungen auf fernen Planeten zu verstehen, möchten Wissenschaftler wissen, ob ein Planet eine Atmosphäre hat. Da erdähnliche Planeten in der Nähe ihrer Sterne bislang nicht direkt beobachtet werden können, müssen Hinweise wie Lichtschwankungen genutzt werden.
Die folgende Animation der NASA illustriert die Schwankungen in der Menge des Lichts, das von dem System ausgestrahlt wird, während der Exoplanet seinen Stern umkreist.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzten eine Methode, die 2019 von Bean und Megan Mansfield vorgeschlagen wurde: Sie basiert auf dem Temperaturunterschied zwischen der heißesten gemessenen Seite eines Exoplaneten und der theoretisch maximalen Temperatur. Wenn die Temperatur niedriger als die Maximaltemperatur ist, deutet dies auf eine Atmosphäre hin, die die Wärme verteilt. Das James-Webb-Weltraumteleskop ermöglicht nun präzisere Messungen dieser Temperaturen.
Auf diese Weise kam Xue zu dem Schluss, dass etwa der Planet „GJ 1132 b“ keine Atmosphäre hat, da seine gemessene Temperatur zu hoch ist, um eine Atmosphäre zu vermuten. „Dieser Planet ist daher kein geeigneter Kandidat für Leben“, sagte sie. Zuvor hatten Beobachtungen des Planeten zumindest die Entstehung einer dortigen Atmosphäre in Folge von vulkanischer Aktivität nahegelegt (…GreWi berichtete).
Die beschriebene Methode ist einfacher und weniger anfällig für Fehler als anderen bisherigen Techniken. „Die andere Methode, bei der das durch die Atmosphäre gefilterte Licht gemessen wird, kann durch Sternaktivität und Wolken beeinträchtigt werden“, erläutert Bean.
Wenn Wissenschaftler verstehen, wie Atmosphären entstehen, wird es einfacher, unbewohnbare Planeten auszuschließen und bewohnbare zu identifizieren. „Diese Studie war aufregend, weil ich endlich mit felsigen Planeten arbeiten konnte, die großes Potenzial für Leben haben“, sagte Xue.
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Recherchequelle: University of Chicago
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