Nasa-Forschungsteam entdeckt erstmals Atmosphäre auf Gesteins-Exoplanet
Mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops konnten Forschende wohl eine Gashülle rund um 55 Cancri e nachweisen. Dabei ist der Exoplanet ein wahrer Vulkanplanet.
Pasadena – Wenn es um Weltraumforschung und Raumfahrt geht, stößt bei den Menschen kaum etwas auf mehr Faszination als die Frage, ob es irgendwo da draußen extraterrestrische Lebensformen gibt. Ein besonders vielversprechender Ort, um nach außerirdischem Leben zu suchen, sind Exoplaneten.
Direkte Hinweise auf Leben sind dort zwar schwer zu finden, doch bestimmte Elemente und vor allem eine intakte Atmosphäre können als Indizien dienen. Nun gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der Nasa in Pasadena mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) offenbar erstmals, eine solche auf dem Gesteinsplaneten 55 Cancri e nachzuweisen.
Forscher der Nasa machen mit Studie bahnbrechende Entdeckung auf Exoplanet 55 Cancri e
„Ich habe mehr als ein Jahrzehnt lang an diesem Planeten gearbeitet“, erzählt Diana Dragomir, Exoplanetenforscherin an der Universität von New Mexico in den USA. „Es war wirklich frustrierend, dass keine der Beobachtungen, die wir erhalten haben, das Rätsel wirklich gelöst hat. Ich freue mich, dass wir endlich einige Antworten bekommen“, kommentiert die Mitautorin einer in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie.
Der Planet 55 Cancri e, auch Janssen genannt, der als innerster von fünf Planeten um den Stern Copernicus A kreist, war das Ziel der Forschenden. Mit einer Größe, die etwa das Doppelte der Erde beträgt, und einem Gewicht, das achtmal bis neunmal so groß ist, ist er ein beeindruckender Gesteinsplanet. Allerdings ist seine Oberfläche wahrscheinlich weniger felsig als vielmehr einem Ozean aus Lava ähnlich.
Auf dem Planeten herrschen extreme Bedingungen. Der Exoplanet umkreist seinen Heimatstern in nur etwa 17 Stunden umkreist und wendet diesem immer nur eine Seite zu. Auf 55 Cancri e werden Temperaturen von über 1500 Grad erreicht. Diese Bedingungen sind kaum lebensfreundlich und schließen eigentlich das Vorhandensein einer erdähnlichen Atmosphäre aus.
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Oberfläche aus Lava könnte Bildung einer sekundären Atmosphäre um 55 Cancri e begünstigt haben
Neue Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass gerade die unwirtliche Vulkanlandschaft von 55 Cancri e zur Bildung einer zweiten Atmosphäre beigetragen haben könnte. Messungen des vom Planeten ausgestrahlten Infrarotlichts mit dem James-Webb-Weltraumteleskop ließen die Forschenden vermuten, dass Janssen von einer „volatilen Atmosphäre“ umgeben sein könnte, die reich an Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid ist.
Laut dem Fachportal astronomy.com scheint der „Planet trotz der heftigen Winde von seinem nahen Stern, der kontinuierlichen vulkanischen Aktivität und der Schwerkraft des Planeten eine relativ dichte Atmosphäre“ zu besitzen. „Bei diesen Temperaturen ist alles auf dem Planeten geschmolzen. Falls es sich um Gestein handelt, ist es geschmolzene Lava“, so Renyu Hu, Mitglied des Forschungsteams. Die Ausgasungsprozesse der geschmolzenen Oberfläche könnten die Bildung einer sekundären Atmosphäre begünstigt haben.
Die ursprüngliche Atmosphäre bestand wahrscheinlich hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Die Strahlung des nahegelegenen Sterns dürfte diese erste „Gashülle“ jedoch zerstört haben. Die Forschenden vermuten zudem, dass sich die genaue Zusammensetzung der Atmosphäre im Laufe der Zeit verändert haben könnte.
Leben auf Exoplanet 55 Cancri e nicht möglich – „Besseres Verständnis für Entstehung bewohnbarer Welten“
Die Frage, wie die zweite Atmosphäre trotz der extremen Bedingungen bestehen bleiben konnte, könnte durch die Maße von 55 Cancri e beantwortet werden. „Mit der 1,8-fachen Größe der Erde ist er ein ziemlich großer Felsbrocken – und das hilft, die flüchtigen Stoffe gegen die stellare Strahlung zurückzuhalten“, erklärt Hu. Manche Exoplaneten sind sogar noch massiger als Janssen
Ein kleinerer Gesteinsplanet in einer ähnlichen Umlaufbahn würde sein „Budget“ an flüchtigen Stoffen schnell verlieren und rasch ohne Atmosphäre verbleiben. Ein anderer potenziell bewohnbarer Exoplanet scheint seine Atmosphäre hingegen selbst zu zerstören.
Obwohl der etwa 41 Lichtjahre entfernte Exoplanet trotz seiner Gashülle keine Bedingungen bietet, unter denen sich Leben entwickeln könnte, könnten die Ergebnisse den Ausgangspunkt für zukünftige Studien bilden. Diese könnten untersuchen, wie Planeten in ansonsten lebensfeindlichen Umgebungen im Universum bewohnbare Bedingungen schaffen und erhalten können. „Wir können diese Informationen nutzen, um unsere Modelle zu kalibrieren, und schließlich ein besseres Verständnis für die Entstehung bewohnbarer Welten zu erhalten“, so Hu.