Weltraumteleskop James Webb zeigt umfassendes Profil von Exoplaneten-Atmosphäre

Das Instrument hat seine Leistungsfähigkeit erneut unter Beweis gestellt und eine ganze Bandbreite von Stoffen in der Atmosphäre eines Exoplaneten gefunden.

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Die Zusammensetzung der Atmosphäre von WASP-39 b aus der Sicht mehrer Instrumente

(Bild: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI))

Das Weltraumteleskop James Webb hat die Atmosphäre eines Exoplaneten in bislang unerreichter Detailtiefe analysiert. Gefunden hat das Instrument bei dem Himmelskörper mit der Bezeichnung WASP-39 b unter anderem Wasser, Schwefeldioxid, Kohlenstoffmonoxid, Natrium und Kalium.

Damit habe das Weltraumteleskop gezeigt, dass es ein ganzes Menü an Atomen, Molekülen und sogar Spuren chemischer Prozesse sowie Wolken auf weit entfernten Exoplaneten analysieren kann, erklärt das Forschungsteam. Der etwa 700 Lichtjahre entfernte Himmelskörper ist ein wichtiges Trainingsobjekt für das Weltraumteleskop, dort war kurz nach der Inbetriebnahme Kohlenstoffdioxid nachgewiesen worden.

WASP-39 b ist etwa so groß wie der Saturn, es handelt sich um einen heißen Gasplaneten. Die jetzt gesammelten Daten seien revolutionär, mit den Instrumenten würde ein breiter Bereich des infraroten Spektrums und eine Vielzahl chemischer Fingerabdrücke abgedeckt, erläutert die Astronomin Natalie Batalha. So habe man den ersten direkten Beweis für Fotochemie auf einem anderen Himmelskörper: Das gefundene Schwefeldioxid werde durch hochenergetische Strahlung in der oberen Atmosphäre produziert. Insgesamt seien zu den Funden bereits fünf wissenschaftliche Fachartikel verfasst worden. Nicht nachweisen können, habe man aber Methan und Schwefelwasserstoff.

"Wir hatten vorhergesagt, was das Teleskop uns zeigen würde, aber es ist präziser, vielfältiger und schöner, als alles, was ich erwartet habe", ordnet die Astrophysikerin Hannah Wakeford die Funde ein. Die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre deute darauf hin, dass der Exoplaneten eine bewegte Geschichte voller Zusammenstöße und Kollisionen hinter sich hat, erklärt das Forschungsteam noch. Darauf deutet demnach etwa die Menge an Schwefel im Verhältnis zu Wasserstoff hin. Die Menge von Sauerstoff könnte darauf zurückzuführen sein, dass der Exoplanet sich weiter von seinem Stern entfernt gebildet hat. Der umkreist seinen Stern auf einem Achtel der Distanz des Merkurs zur Sonne.

Das Weltraumteleskop James Webb wird von den Weltraumagenturen NASA, ESA und CSA betrieben und wurde am 25. Dezember 2021 gestartet. Nachdem es sich in einer komplexen Prozedur selbst entfaltet hat, ist es einen Monat später am Lagrange-Punkt L2 angekommen. Hier blickt es abgewandt von Sonne, Erde und Mond ins All, sodass deren Wärmestrahlung das Infrarotteleskop nicht stört. Ein riesiger Schutzschirm blockt diese ab. Exoplaneten wie WASP-39 b erforscht es, indem das Licht ihrer Sterne vermessen wird, wenn sie vor denen vorübergleiten. Teile davon haben die Atmosphäre passiert und enthalten Spuren von deren Zusammensetzung.

Seitdem das Weltraumteleskop Anfang Juli die wissenschaftliche Arbeit aufgenommen hat, fasziniert die Qualität der Daten nicht nur die Forschungsgemeinde. Die ersten Aufnahmen werden aktuell direkt veröffentlicht. Damit soll die Wissenschaftsgemeinde lernen, das neue Observatorium und seine Instrumente so gut wie möglich einzusetzen. Nach einer Debatte über den Namen des neuen Instruments hat die NASA erst vor wenigen Tagen entschieden, dass es entgegen einer verbreiteten Forderung nicht umbenannt werden wird.

(mho)