Beobachtungen zeigen keine Atmosphäre bei dem Gesteinsplaneten
Der 40 Lichtjahre entfernte Planet TRAPPIST-1c besitzt vermutlich keine oder nur eine sehr dünne Atmosphäre. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forschungsteams mit dem Weltraumteleskop James Webb. Das Ergebnis ist eine Überraschung für die Astronomen, denn der Exoplanet ähnelt von seiner Größe und bezüglich der Strahlung, die er von seinem Stern empfängt, unserem Nachbarplaneten Venus. Doch während der Treibhauseffekt einer dichten Atmosphäre aus Kohlendioxid die Venus aufheizt, findet sich bei TRAPPIST-1c keine Spur dieses Treibhausgases, berichten die Wissenschaftler.
TRAPPIST-1 ist ein roter Zwergstern. Diese Art von Sternen ist nicht nur besonders häufig, sondern auch ideal, um dort Gesteinsplaneten ähnlich der inneren Planeten unseres Sonnensystems aufzuspüren. Denn durch die geringere Anziehungskraft eines Zwergsterns kreisen Planeten dort mit kurzen Umlaufzeiten auf engen Bahnen und machen sich so deutlicher bemerkbar. Bei TRAPPIST-1 sind inzwischen sieben Gesteinsplaneten bekannt, von denen sich drei in der habitablen Zone bewegen, in der die Existenz von flüssigem Wasser auf der Oberfläche möglich ist.
Der von Sebastian Zieba vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und seinen Kollegen beobachtete Planet TRAPPIST-1c gehört jedoch nicht dazu. Er galt bislang als Zwilling der Venus: Seine Masse ist vergleichbar groß und er empfängt ähnlich viel Strahlung von seinem Stern wie die Venus von unserer Sonne. Und die Venus ist alles andere als lebensfreundlich: Auf ihrer Oberfläche herrscht der hundertfache Druck wie auf der Erde und die Temperatur liegt bei 460 Grad Celsius. Doch bislang war unklar, ob TRAPPIST-1c auch bezüglich seiner Atmosphäre der Venus ähnelt.
Zum Glück für die Astronomen liegt die Bahnebene der Planeten von TRAPPIST-1 gerade so, dass die Planeten von der Erde aus gesehen bei jedem Umlauf vor und hinter dem Stern vorüberziehen. So wurden die Planeten auch entdeckt: Wenn sie vor dem Stern vorüberziehen, verringern sie dessen Helligkeit und verraten sich auf diese Weise. Zieba und seine Kollegen nutzen jetzt die Vorübergänge von TRAPPIST-1c hinter dem Stern, um mithilfe des Weltraumteleskops James Webb Ausschau nach der Atmosphäre des Planeten zu halten.
Steht der Planet dicht neben dem Stern, so ist er von der Erde aus gesehen voll beleuchtet und das Teleskop empfängt so besonders viel an dem Planeten reflektiertes Licht des Sterns. Verschwindet der Planet dann hinter dem Stern, so verschwindet auch dieses reflektierte Licht, die Strahlung nimmt entsprechend ab und die Differenz liefert den Forschern den gesuchten Strahlungsanteil des Planeten. Das Team konzentrierte sich bei seinen Beobachtungen auf einen Wellenlängenbereich um 15 Mikrometer, in dem sich Kohlendioxid besonders leicht nachweisen lässt.
Bei der Venus würde eine solche Beobachtung eine Temperatur von etwa minus 40 Grad Celsius liefern – denn das ist die Temperatur des dichten Kohlendioxids in Hochatmosphäre des Planeten. Die Messungen der Forscher lieferten jedoch eine Temperatur von 110 Grad Celsius. „Diese hohe Temperatur spricht gegen eine dichte Atmosphäre, die reich an Kohlendioxid ist“, so die Wissenschaftler. Am wahrscheinlichsten sei es, dass es sich dabei um die Temperatur der Oberfläche von TRAPPIST-1c handele – der Planet also keine oder nur eine sehr dünne und damit durchsichtige Atmosphäre besitze.
TRAPPIST-1c ist also trotz ähnlicher Bedingungen kein Zwilling der Venus. Das wirft die Frage auf, warum sich die beiden Planeten so unterschiedlich entwickelt haben. Möglicherweise haben starke Sternwinde und die bei Zwergsternen intensivere ultraviolette Strahlung dem Planeten eine ursprünglich dichtere Atmosphäre entrissen, spekulieren die Wissenschaftler.
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)
