Wissen

Testlauf für Suche nach Leben Exoplanet gibt so viele Details wie noch nie preis

newsimage371872 (1).jpg

Der Exoplanet WASP-39b ist etwa 700 Lichtjahre von der Erde entfernt.

(Foto: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI))

Mit dem Weltraumteleskop James Webb gelingt Forschenden der bisher genaueste Blick auf einen Exoplaneten. Die Zusammensetzung der Atmosphäre wird dabei so detailliert bestimmt wie nie zuvor. Der Erfolg macht Hoffnung, so irgendwann auch außerirdisches Leben entdecken zu können.

Bis Anfang der 1990er-Jahre war nicht sicher, ob es überhaupt Planeten außerhalb des Sonnensystems gibt. Mittlerweile sind Tausende bekannt. Und dank des neue James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) entdecken Forschende nun bei dem Exoplaneten WASP-39b so viele Details wie nie zuvor. Das Teleskop offenbart dabei eine Fülle von Informationen über die Atmosphäre des Planeten, die sogar Rückschlüsse auf dessen Entstehung erlauben. Die Ergebnisse wurden in mehreren Artikeln in der Fachzeitschrift "Nature" veröffentlicht.

"Daten wie diese sind ein Wendepunkt", urteilt Natalia Batalha von der University of California in Santa Cruz, die das Beobachtungsprogramm koordinierte, laut einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA), das an den Forschungen beteiligt war. Die neuen Ergebnisse des Forschungsteams sind auch eine Art Testlauf für jene Methoden, mit denen Astronominnen und Astronomen hoffen, in Zukunft einmal Leben auf fernen Planeten nachweisen zu können.

Der nun beobachtete Planet WASP-39b ähnelt von der Masse her dem Saturn in unserem Sonnensystem, wenn auch mit etwas aufgeblähterer Atmosphäre. Er umkreist einen Stern, der nur etwas weniger Masse hat als die Sonne. Das gesamte System befindet sich in einer Entfernung von etwa 700 Lichtjahren von der Erde.

Rätselhafte Beobachtung aufgeklärt

Was die Forschenden entdeckt haben: Es gelang ihnen, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre so detailliert wie nie zuvor zu untersuchen. So entstand eine detaillierte Auflistung bestimmter Moleküle, die darin vorhanden sind. Erst im August hatte das Team den Nachweis von Kohlendioxid in der Atmosphäre von WASP-39b veröffentlicht, der erste sichere Beleg für dieses Molekül bei einem Exoplaneten.

newsimage371873.jpg

(Foto: NASA/JPL-Caltech)

Eine bislang noch rätselhafte Auffälligkeit in der Atmosphäre von WASP-39b konnten nun als Schwefeldioxid bestimmt werden - wiederum der erste Nachweis dieser Art bei einem Exoplaneten. Damit wurde zudem erstmals Photochemie bei Exoplaneten beobachtet: Schwefeldioxidmoleküle bilden sich dann, wenn hochenergetischen Photonen des Sternes auf die äußere Hülle der Atmosphäre treffen - genauso wie Ozon in der Erdatmosphäre entsteht.

Einige der neuen Daten lassen sogar Rückschlüsse auf die Entstehung des Exoplaneten zu. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Sauerstoff, Kalium zu Sauerstoff und Schwefel zu Wasserstoff deuten laut den Autorinnen und Autoren auf eine Entstehungsgeschichte hin, bei der kleinere Planetenvorstufen miteinander kollidierten und sich letztlich zu dem heutigen, großen Planeten zusammenfanden. Dass Sauerstoff in der Atmosphäre zudem viel häufiger vorkommt als Kohlenstoff, deutet laut den Forschenden darauf hin, dass WASP-39b viel weiter entfernt von seinem Stern entstanden und erst später auf seine jetzige, viel kleinere Umlaufbahn umgezogen ist.

Heiße Wolken aus Schwefel und Stein

Der Vergleich von Beobachtungen und Modellen gibt außerdem Aufschluss über die Wolken des Planeten: Es handelt sich nicht um eine geschlossene Wolkendecke, sondern um eine aufgelockerte Ansammlung von Wolken. Diese bestehen bei den auf WASP-39b herrschenden hohen Temperaturen allerdings nicht aus Wasser, sondern aus Substanzen wie Sulfiden und Silikaten, die auf der Erde als Gestein vorkommen.

Die Beobachtungen wecken Erwartungen auf viele weitere, zukünftige Entdeckungen. "Diese frühen Beobachtungen sind ein Vorgeschmack auf all die weiteren erstaunlichen wissenschaftlichen Ergebnisse, die mit dem JWST zu erwarten sind", sagt MPIA-Direktorin Laura Kreidberg. "Wir haben das Teleskop auf Herz und Nieren geprüft und seine Leistungsfähigkeit genau getestet. Die Beobachtungen liefen nahezu fehlerfrei, noch besser als wir gehofft hatten."

Für derartige Beobachtungen von Exoplaneten sind sogenannte Transits entscheidend, also wenn ein Planet, der einen fernen Stern umkreist, aus Sicht von Beobachtern auf der Erde genau zwischen Stern und Erde vorbeizieht. Exoplaneten sind normalerweise zu weit entfernt, als dass sie dabei im Detail zu sehen wären. Das Licht des Sterns scheint jedoch durch die Atmosphäre des Planeten hindurch, wodurch die Elemente darin Spuren im Lichtspektrum hinterlassen. Mittels der sogenannten Spektroskopie werden bei einem Transit schließlich die "Farben" der Elemente für Teleskope sichtbar.

Hoffen auf Spuren von Leben

Mehr zum Thema

Die aktuellen Beobachtungen sind zudem für eines der größten zukünftigen Ziele der Teleskop-Astronomie von Bedeutung: der Nachweis von Spuren von Leben auf Exoplaneten. Den derzeitigen Planungen nach dürfte die Entdeckung von Leben auf einem Exoplaneten vom Prinzip her sehr ähnlich ablaufen wie bei WASP-39b: Ein zukünftiges Weltraumteleskop könnte bei einem Exoplaneten-Transit verräterische Kombinationen von Elementen in der Atmosphäre nachweisen - etwa einen Überschuss an atmosphärischem Sauerstoff, der auf das Vorhandensein bestimmter Arten von Lebewesen auf diesem Planeten hinweisen könnte.

Forschende sehen in den jüngsten Beobachtungen von WASP-39b daher auch einen Testlauf für die Beobachtungstechniken, die bei der Suche nach Leben im All genutzt werden würde. Darüber hinaus ermöglichen diese auch ein umfassenderes Verständnis der Atmosphären von Exoplaneten - was wichtig ist, um bei der Suche nach Leben zwischen der Chemie von Exoplaneten mit und ohne Beteiligung lebender Organismen unterscheiden zu können.

Quelle: ntv.de, kst

ntv.de Dienste
Software
Social Networks
Newsletter
Ich möchte gerne Nachrichten und redaktionelle Artikel von der n-tv Nachrichtenfernsehen GmbH per E-Mail erhalten.
Nicht mehr anzeigen