Wasserdampf in der Atmosphäre eines (fast) erdähnlichen Planeten

Supererde K2-18b kreist in der lebensfreundlichen Zone ihres Sterns – und es gibt dort Wasser

Ein Forscherteam aus Großbritannien hat mithilfe spektroskopischer Untersuchungen mit dem Weltraumteleskop Hubble erstmals Wasser in der Atmosphäre eines Planeten nachgewiesen, der seine Bahn in der lebensfreundlichen Zone eines Sterns zieht. Damit wird der 124 Lichtjahre von uns entfernte Exoplanet K2-18b zum bislang heißesten Kandidaten bei der Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems. Die Forscher berichten im Fachblatt „Nature Astronomy“ über ihre Entdeckung.

„Für wohltemperierte, erdähnliche Planeten ist das Vorhandensein von Wasser ein wichtiger Indikator für lebensfreundliche Bedingungen“, erläutern Angelos Tsiaras vom University College London und seine Kollegen. „Doch da sie klein und relativ kühl sind, ist ihre Beobachtung eine große Herausforderung. Deshalb gab es bislang keine spektroskopischen Informationen für solche Planeten.“ Wasserdampf konnte bislang lediglich in den Atmosphären großer Gasplaneten nachgewiesen werden, insbesondere bei „heißen Jupitern“, die sehr nahe an ihrem Stern kreisen.

Doch um als Kandidat für eine lebensfreundliche Welt infrage zu kommen, muss ein Exoplanet vor allem zwei Bedingungen erfüllen: Er muss erstens sein Zentralgestirn in der „habitablen Zone“ umkreisen, in der die Temperatur flüssiges Wasser an der Oberfläche möglich macht. Und zweitens muss es dort tatsächlich Wasser geben. Optimal wäre natürlich, wenn ein solcher Planet zusätzlich in Größe und Masse unserer Erde ähneln würde – doch solche Exoplaneten sind bislang zu klein für spektroskopische Analysen.

Tsiaras und seine Kollegen haben daher K2-18b mit dem Hubble-Teleskop unter die Lupe genommen, eine 2015 entdeckte „Supererde“. Damit bezeichnen Astronomen Planeten mit der zwei- bis zehnfachen Erdmasse. K2-18b besitzt die achtfache Masse der Erde und ist etwa doppelt so groß. Er umkreist seinen Roten Zwergstern mit einer Umlaufzeit von 33 Tagen und zieht dabei – von der Erde aus gesehen – regelmäßig vor seinem Zentralstern vorüber.

Die mit solchen „Transits“ verbundene Abschwächung des Sternenlichts erlaubte nicht nur seine Entdeckung, sondern jetzt auch den Nachweis von Wasserdampf: Läuft ein Teil des Sternenlichts durch die Atmosphäre des Planeten hindurch, so hinterlässt diese charakteristische Spuren im Spektrum des Lichts. Und daraus konnten Tsiaras und seine Kollegen die Anwesenheit von Wasserdampft ableiten. Wie viel Wasser es in der Atmosphäre von K2-18b gibt und aus welchen Gasen sie ansonsten besteht, können die Forscher allerdings nicht sagen. Für genauere Analysen müssen die Astronomen auf die nächste Generation von Großteleskopen wie das James Webb Space Telescope warten.

Bildquelle: Nasa

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!