Es ist ein Novum: Aus den Daten, die mit dem am Lagrange-Punkt stationierten Webb Weltraumteleskop Abenteuer, gewonnen wurden, konnten die Atmosphärenbestandteile des 700 Lichtjahre entfernten Exoplaneten WASP-39 b bestimmt werden.
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Exoplanet WASP-39 b
WASP-39 b (Bocaprins) ist ein extrasolarer "heißer Saturn"-Exoplanet, der im Februar 2011 vom WASP-Projekt entdeckt wurde, und eine Sonne in 700 Lichtjahre Entfernung umkreist. WASP-39b besitzt eine Masse, die etwa dem 0,28-fachen des Jupiter entspricht, hat aber einen Radius, der etwa dem 1,27-fachen des Jupiter entspricht (91.000 km).
Der Exoplanet umkreist seinen Wirtsstern WASP-39 alle 4 Tage sehr nahe (7 Millionen km). Dadurch ist es ein heißer Gasriesenplanete mit einer hohen Temperatur von 900 °C. Der Planet zeichnet sich dadurch aus, dass er eine beträchtliche Menge Wasser in seiner Atmosphäre enthält. Zudem hat man Kohlendioxid in der Atmosphäre nachgewiesen. Das weckte das Interesse an Beobachtungen durch das James Webb Weltraumteleskop der NASA.
Fingerabdruck der Atmosphäre
Nun wurden erste Ergebnisse einer solchen Untersuchung des Exoplaneten bekannt gegeben. Die NASA schreibt in folgendem Tweet, dass am den chemischen Fingerabdruck der Atome und der Moleküle der Atmosphäre bestimmen konnte und Anzeigen für eine aktive Chemie und Wolken gefunden habe.
In diesem Beitrag der NASA heißt es, dass das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA gerade eine weitere Premiere erzielte, indem ein molekulares und chemisches Profil des oberen Atmosphäre einer fernen Welt bestimmt wurden. Für diese Analyse zeichnete das Weltraumteleskop das Licht von WASP-39 b auf, als dieser vor seinem Stern vorbeizog. Ein Teil des Lichts des Sterns wurden durch die Atmosphäre des Planeten gefiltert. Die verschiedenen Chemikalien in der Atmosphäre des Planeten absorbieren unterschiedliche Anteile des Spektrums des Sternenlichts. Fehlende Farben im Spektrum geben den Astronomen Aufschluss darüber, welche Moleküle die Absorption verursachten und in der Atmosphäre vorhanden sind. Durch die Beobachtung im Infrarotlicht kann Webb chemische Fingerabdrücke erkennen, die im sichtbaren Licht nicht zu erkennen sind.
Bestandteile der Atmosphäre, die das Webb-Teleskop entdeckt hat, sind Natrium (Na), Kalium (K) und Wasserdampf (H2O). Damit wurden frühere Beobachtungen mit Weltraum- und Bodenteleskopen bestätigt und zusätzliche Fingerabdrücke von Wasser gefunden, die bei diesen längeren Wellenlängen noch nicht nachgewiesen wurden.
Das Webb Teleskop hat auch Kohlendioxid (CO2) mit höherer Auflösung gesehen und damit doppelt so viele Daten geliefert wie bei früheren Beobachtungen. Inzwischen wurde auch Kohlenmonoxid (CO) entdeckt, aber offensichtliche Anzeichen von Methan (CH4) und Schwefelwasserstoff (H2S) waren in den Webb-Daten nicht zu finden. Falls vorhanden, treten diese Moleküle in sehr geringen Mengen auf.
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Das chemische Inventar von WASP-39 b deutet auf eine Geschichte von Zusammenstößen und Verschmelzungen kleinerer Körper, so genannter Planetesimale, hin, die schließlich zu einem riesigen Planeten führten.
"Die Häufigkeit von Schwefel [im Verhältnis zu] Wasserstoff deutet darauf hin, dass der Planet vermutlich eine bedeutende Akkretion von Planetesimalen erfahren hat, die [diese Bestandteile] in die Atmosphäre einbringen können", sagte Kazumasa Ohno, ein Exoplanetenforscher der UC Santa Cruz, der an den Webb-Daten gearbeitet hat. "Die Daten deuten auch darauf hin, dass der Sauerstoff in der Atmosphäre viel häufiger vorkommt als der Kohlenstoff. Das deutet möglicherweise darauf hin, dass WASP-39 b ursprünglich weit entfernt vom Zentralstern entstanden ist."
Die neuesten Daten geben auch einen Hinweis darauf, wie diese Wolken aus der Nähe aussehen könnten: zersplittert und nicht als eine einzige, einheitliche Wolkendecke über dem Planeten. Details sind den NASA-Veröffentlichungen hier und hier zu entnehmen (beide englisch). Spiegel Online hat diesen deutschsprachigen Beitrag zu den neuen Erkenntnissen veröffentlicht.
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