Webb-Teleskop entdeckt eine Atmosphäre auf einer Lava-Welt
Astronomen haben starke Hinweise darauf gefunden, dass ein Gesteinsplanet, der einen fernen Stern umkreist, eine Atmosphäre behalten hat – ein Ergebnis, das einer lang gehegten Annahme über die Entwicklung solcher Welten widerspricht. Der Planet mit dem Namen HD 3167b ist eine sogenannte Lava-Welt, eine Klasse von Gesteinsplaneten, die ihren Heimatstern extrem nah umkreisen.
Die Arbeit stützte sich auf das James-Webb-Weltraumteleskop, das leistungsstärkste jemals gestartete Observatorium, das das Universum im Infrarotlicht von einem etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernten Beobachtungspunkt aus untersucht. Die Forscher nutzten das Teleskop, um den Planeten zu beobachten, als er vor seinem Stern vorbeizog – eine Technik namens Transmissionsspektroskopie. Indem das Team das Sternenlicht analysierte, das durch etwaiges den Planeten umgebendes Gas gefiltert wurde, fand es ein Signal, das mit einer dünnen Atmosphäre vereinbar ist.
HD 3167b befindet sich im Sternbild Fische, etwa 150 Lichtjahre entfernt. Er umkreist seinen Stern in weniger als einem Tag, weit schneller als der Merkur die Sonne umrundet. In dieser Entfernung wird der Planet von Sternenstrahlung bombardiert, und Wissenschaftler hatten allgemein erwartet, dass jede Atmosphäre abgetragen und in den Weltraum geblasen würde.
Der Planet nimmt eine seltsame Mittelstellung ein. Für eine Lava-Welt ist er relativ kühl, doch für Leben, wie wir es kennen, ist er viel zu heiß. Die Temperaturen an seiner Oberfläche könnten hoch genug sein, um Gestein zu schmelzen, wodurch Meere aus geschmolzenem Material statt Wasser-Ozeane entstehen. Das macht ihn zu einem unwahrscheinlichen Zuhause für Biologie, aber zu einem wertvollen natürlichen Labor für die Untersuchung, wie sich Atmosphären unter extremen Bedingungen verhalten.
Bemerkenswert ist der Fund, weil der Planet in mancher Hinsicht einer frühen Erde ähnelt, zumindest in seiner Gesteinszusammensetzung und seiner engen Bindung an seinen Stern. Vor Milliarden von Jahren waren die junge Erde und ihre Nachbarn ebenfalls intensiver Strahlung einer aktiveren Sonne ausgesetzt. Zu verstehen, welche Atmosphären diese Phase überstehen, könnte helfen zu erklären, warum manche Gesteinsplaneten nackt enden und andere eine schützende Gashülle behalten.
Eine Möglichkeit ist, dass die Atmosphäre nicht primordial ist, also nicht aus der Gas- und Staubwolke stammt, die den Planeten gebildet hat. Stattdessen könnte sie aus dem Inneren aufgefüllt werden, freigesetzt durch vulkanische Aktivität oder durch die Verdampfung von geschmolzenem Gestein an der Oberfläche. Wenn das der Fall ist, könnte der Planet ein Fenster in die innere Chemie von Gesteinswelten sein – ein Thema, das selbst in unserem eigenen Sonnensystem schwer zu erforschen ist.
Das Ergebnis ist Teil einer breiteren Welle der Exoplanetenforschung, die durch das Webb-Teleskop ermöglicht wurde, das genutzt wird, um die Himmel von großen und kleinen Planeten zu untersuchen. Jede neue Messung liefert einen weiteren Datenpunkt zu der Frage, wie verbreitet Atmosphären um kleine Gesteinsplaneten sind und wie lange sie bestehen.
Vorerst ist HD 3167b ein einzelner faszinierender Fall und kein gesichertes Bild. Weitere Beobachtungen werden nötig sein, um die Atmosphäre zu bestätigen, ihre Zusammensetzung zu bestimmen und herauszufinden, wie sie fortbesteht. Doch die ersten Hinweise deuten darauf hin, dass die Grenze zwischen nacktem Gestein und gasumhüllter Welt verschwommener ist als einst gedacht, und dass selbst Planeten auf extremen Umlaufbahnen Überraschungen bereithalten können.