Wissenschaft

Das James-Webb-Teleskop hat seinen ersten Exoplaneten aufgespürt, und er ist genauso groß wie die Erde!

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat als ersten Exoplaneten einen kleinen felsigen Planeten entdeckt, der fast genau so groß ist wie die Erde. Er umkreist seinen Stern in nur zwei Tagen, viel schneller als jeder andere Planet im Sonnensystem, was ihn für Lebensformen, wie wir sie uns vorstellen, unbewohnbar macht. Das Team hinter seiner Entdeckung plant weitere Beobachtungen, um festzustellen, ob er eine Atmosphäre besitzt, was die Attraktivität seiner Erforschung noch erhöhen würde.

Das ist bereits geschehen. Das James-Webb-Observatorium hat seinen ersten Exoplaneten entdeckt. Genau genommen hat es ihn nicht allein oder durch Zufall entdeckt. Es nutzte Daten des Satelliten Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite), die auf die Existenz eines Planeten hindeuteten, um dessen Existenz zu bestätigen. Dazu bediente er sich des Spektrographen NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), der sehr schnell, in nur zwei Transits, seine Existenz bestätigte! Wie die beiden Leiter des Entdeckerteams, die Astronomen Kevin Stevenson und Jacob Lustig-Yaeger vom Laboratorium für angewandte Physik der Johns-Hopkins-Universität, in einer Pressemitteilung erklären, „gibt es keinen Zweifel an der Existenz des Planeten“.

Der Planet mit dem schönen wissenschaftlichen Namen LHS 475 b ist uns relativ nahe. Er ist nur 41 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Oktant in der südlichen Hemisphäre. Seine Besonderheit ist, dass er felsig ist, eine ähnliche Größe wie die Erde hat und sich in nur zwei Tagen um seinen Stern dreht. Obwohl er seinem Stern näher ist als jeder andere Planet im Sonnensystem, hat sein roter Zwergstern weniger als die Hälfte der Temperatur der Sonne, so dass Astronomen vermuten, dass er noch von einer Atmosphäre umgeben sein könnte, was seine Erforschung besonders interessant machen würde.

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© Nasa, ESA, CSA, L. Hustak (STScI) Die Grafik zeigt die Veränderung der relativen Helligkeit des Stern-Planet-Systems über einen Zeitraum von drei Stunden. Das Spektrum zeigt, dass die Helligkeit des Systems stabil bleibt, bis der Planet beginnt, den Stern zu durchlaufen. Danach nimmt sie ab, was den Zeitpunkt darstellt, an dem sich der Planet direkt vor dem Stern befindet. Die Helligkeit nimmt wieder zu, wenn der Planet den Stern nicht mehr blockiert, und stabilisiert sich dann.

Ungewissheit über das Vorhandensein einer Atmosphäre

Von allen in Betrieb befindlichen Teleskopen ist nur James-Webb (JWST) in der Lage, die Atmosphäre von so kleinen Planeten zu charakterisieren. Und so machten sich die Astronomen, die hinter dieser Entdeckung stehen, auf der Grundlage dieser ersten Daten, die bei weitem nicht ausreichen (nur zwei Transits), an die Arbeit. Die Analyse dieser Spektren bestätigte zwar nicht das Vorhandensein einer Atmosphäre, zeigte aber auch nicht, dass er keine haben könnte! Abgesehen davon lassen sich anhand der gesammelten Daten dennoch eine Reihe von Atmosphärentypen ausschließen. So kann LHS 475 b beispielsweise nicht von einer „dicken, methandominierten Atmosphäre ähnlich der des Saturnmondes Titan“ umgeben sein. Auch bestimmte atmosphärische Zusammensetzungen konnten nicht ausgeschlossen werden. So könnte LHS 475 b beispielsweise von einer Atmosphäre aus reinem Kohlendioxid umgeben sein! Kontraintuitiv betrachtet ist eine „Atmosphäre aus 100 % Kohlendioxid so viel kompakter, dass sie sehr schwer zu erkennen ist“, so die beiden Astronomen.

Beobachtungen von LHS 475 b werden in diesem Sommer durchgeführt. Dann sollte das Team von Kevin Stevenson und Jacob Lustig-Yaeger genügend Daten haben, um diese Frage zu entscheiden und festzustellen, ob der Planet eine Atmosphäre hat oder nicht. Damit beginnt eine neue Ära in der Erforschung von Exoerden, erdähnlichen Planeten, die die interessantesten Kandidaten für eine Untersuchung sind, wenn man glauben will, dass es anderswo intelligentes Leben gibt…

Die Beobachtungen von James-Webb haben auch gezeigt, dass der Planet um einige hundert Grad wärmer ist als die Erde. Und wenn also Wolken entdeckt werden, könnte dies die Forscher zu dem Schluss führen, dass dieser Planet der Venus ähnlicher ist als jeder andere Planet im Sonnensystem, der eine Kohlendioxidatmosphäre hat und ständig in dicke Wolken gehüllt ist.

Wie Mark Clampin, Leiter der Abteilung Astrophysik am Nasa-Hauptsitz in Washington, D.C., richtig feststellte, eröffnen diese „ersten Ergebnisse der Beobachtung eines erdgroßen Gesteinsplaneten viele zukünftige Möglichkeiten für die Untersuchung der Atmosphären von Gesteinsplaneten mit Webb“, einem der Ziele des JWST im Bereich der Exoplanetenforschung. Weiter fügt er hinzu: „James-Webb bringt uns ein neues Verständnis von erdähnlichen Welten außerhalb des Sonnensystems immer näher, und die Mission hat gerade erst begonnen“.

Redaktion: Futura, verfasst von Rémy Decourt.

Titelbild:© Nasa, ESA, CSA, L. Hustak (STScI)- Künstlerische Darstellung des Exoplaneten LHS 475 b. 

2.Abbildung: © Nasa, ESA, CSA, L. Hustak (STScI) 

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