Wasp-39b: James-Webb-Teleskop analysiert Atmosphäre eines Exoplaneten

Erstmals ist es einem Forscherteam gelungen, die Atmosphäre eines Exoplaneten zu entschlüsseln. Die Daten lieferte das James-Webb-Weltraumteleskop.

Artikel veröffentlicht am 28. November 2022, 11:16 Uhr, Werner Pluta

Künstlerische Darstellung von Wasp 39-b und seinem Stern: "Daten wie diese sind ein Wendepunkt." (Bild: Nasa, Esa, CSA, J. Olmsted (STScI))

Wolken über Wasp-39b: Ein Forscherteam hat anhand von Aufnahmen des James-Webb-Weltraumteleskops (James Webb Space Telescope, JWST) den Aufbau der Atmosphäre des Planeten Wasp-39b analysiert, der 700 Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

Der Exoplanet, der sich im Sternbild Jungfrau befindet, ist ein heißer Saturn, das heißt ein Planet, der in etwa die Masse des Saturn hat. Er ist aber näher an seinem Stern als Merkur an der Sonne. Er war einer der ersten Exoplaneten, der mit dem JWST untersucht wurde.

JWST beobachtete den Planeten, als er vor seinem Zentralgestirn durchzog. Anhand der Lichtspektren ließen sich die Bestandteile der Atmosphäre von Wasp-39b erfassen. Darin konnte das Team unter anderem Wasser, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Natrium, Kalium sowie Schwefeldioxid identifizieren. Zudem fand es Hinweise auf Wolken.

Erster Nachweis von Schwefeldioxid

Erstmals konnte zudem Schwefeldioxid in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen werden. Das Molekül entsteht durch chemische Reaktionen, die durch hochenergetisches Licht vom Mutterstern des Planeten ausgelöst werden. Auf der Erde wird die schützende Ozonschicht in der oberen Atmosphäre auf ähnliche Weise gebildet.

"Das ist das erste Mal, dass wir konkrete Beweise für Photochemie - chemische Reaktionen, die durch energiereiches Sternenlicht ausgelöst werden - auf Exoplaneten sehen", sagte Shang-Min Tsai von der Universität Oxford in Großbritannien und Hauptautor einer Arbeit über den Ursprung des Schwefeldioxids in der Atmosphäre von Wasp-39b.

Aus diesen Daten konnte das Team auch Rückschlüsse auf die Entstehung des Planeten ziehen: Die Menge von Schwefel im Verhältnis zu Wasserstoff deute darauf hin, dass er aus Zusammenstößen und dem Verschmelzen kleinerer Planetesimale entstanden sei, sagte der Exoplanetenforscher Kazumasa Ohno. "Die Daten deuten auch darauf hin, dass der Sauerstoff in der Atmosphäre viel häufiger vorkommt als der Kohlenstoff. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass Wasp-39b ursprünglich weit entfernt vom Zentralstern entstanden ist."

Die Daten des Planeten wurden von vier Instrumenten des JWST erfasst. Die Analyse führte ein internationales Team mit mehreren hundert Mitgliedern durch. "Wir haben den Exoplaneten mit mehreren Instrumenten beobachtet, die zusammen einen breiten Bereich des Infrarotspektrums und eine Vielzahl chemischer Fingerabdrücke abdecken, die vor JWST nicht zugänglich waren", sagte die Astronomin Natalie Batalha. "Daten wie diese sind ein Wendepunkt."