Exoplaneten: Suche nach außerirdischen Atmosphären verbessert

Wie die Atmosphären von Exoplaneten aufgebaut sind, lässt sich nun berechnen. Das eröffnet neue Möglichkeiten bei der Suche nach Leben.

31. Januar 2026 um 14:00 Uhr / Mario Petzold

Die erste direkte Aufnahme eines Exoplaneten wurde bereits 2004 gemacht. Bild: ESO

Die Erforschung realer Atmosphären mithilfe der Transmissionsspektroskopie gilt bisher als mathematisch nicht lösbar. Das soll sich durch die von Leonardos Gkouvelis, Wissenschaftler an der Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) , aufgestellte Theorie ändern.

Damit soll es zukünftig möglich sein, die tatsächliche, höhenabhängige Struktur einer Atmosphäre in die Berechnungen einfließen zu lassen. Bisher wurde nur ein vereinfachtes Modell genutzt, um die sich verändernde Lichtdurchlässigkeit der Atmosphäre eines Exoplaneten abzubilden. Die Forschungsergebnisse wurden in The Astrophysical Journal veröffentlicht.

Erde als Referenz

Die Methode liefert eine deutlich bessere Übereinstimmung mit realen Daten, insbesondere mit Beobachtungen der Erdatmosphäre. Durch die Anwendung auf die Spektren, die von Exoplaneten erfasst werden, soll zukünftig verlässlicher abgeschätzt werden, woraus diese bestehen und wie das Lichtspektrum sich dadurch ändert. Die aufgezeichneten Merkmale der Spektren konnten mit den bisherigen Berechnungen nicht ausreichend erklärt werden.

Gelöst wurde eine komplexe, geometrische Integralgleichung, denn je nach Höhe der Atmosphäre, durch die Licht dringt, sorgt der veränderte Druck und die Anzahl der Teilchen, mit denen das Licht interagiert, für spektrale Verschiebungen. Vereinfachte Modelle, die zum Beispiel einen linearen Druckverlauf innerhalb einer Kugelschale annahmen, konnten dies nicht abbilden.

Daten sind längst vorhanden

Die Aufnahmen, auf die die Berechnungen angewendet werden können, liefert derzeit bereits das James-Webb-Space-Telescope . Dessen Instrumente können detaillierte Spektren aufzeichnen.

Frühestens 2031 soll ein weiteres Weltraumteleskop der Esa starten. Es ist speziell darauf ausgelegt, das Transmissionsspektrum von Exoplaneten zu erfassen. Die mathematischen Grundlagen zur Analyse der Aufnahmen wurden nun bereits verbessert.