Webb-Weltraumteleskop findet keine Hinweise auf Atmosphäre um nahen Felsplaneten „GJ 3929 b“
Chicago (USA) – Neue Ergebnisse aus dem „Rocky Worlds Director’s Discretionary Time“-Programm (DDT) mit dem Astronomen mit dem James Webb Space Telescope (JWST) nach Atmosphären um sonnennahe felsige Exoplaneten fahnden, liefern klare Hinweise darauf, dass der erdartige Exoplanet „GJ 3929 b“ keine nennenswerte Atmosphäre besitzt. Statt der Erde gleicht der Planet vermutlich also eher unserem Merkur.
Copyright: Martin Vargic / Halcyon Maps (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0
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Wie das Team um Qiao Xue von der University of Chicago vorab via ArXiv.org berichtet, stützen sie ihre Schlussfolgerung auf hochpräzise Beobachtungen, bei denen zwei sekundäre Finsternisse gemessen wurden. Hierbei handelt es sich um jene Momente, in denen der Planet hinter seinem Stern verschwindet. Anhand dieser Beobachtungen lässt sich messen, wie viel Wärme der Planet selbst abstrahlt. Unterstützt werden Ergebnisse zudem durch neue Daten des NASA-Weltraumteleskops „TESS“ sowie durch präzise Radialgeschwindigkeitsmessungen mit dem Spektrografen MAROON-X.
Naher erdartiger Planet …
Der Planet „GJ 3929 b“ umkreist den gerade einmal 30 Lichtjahre entfernten roten Zwergstern „GJ 3929“. Der Planet ist nur 9 Prozent größer als die Erde und 13 Prozent schwerer als unsere Erde, weshalb er bislang als vielversprechender Kandidat für die Suche nach Atmosphären auf erdähnlichen Welten war.
Das Ergebnis der Beobachtungen: Die Tagesseite von GJ 3929 b glüht mit etwa 780 Grad Kelvin (rund 500 Grad Celsius) exakt so heiß, wie dies bei einem kahlen Felsenplaneten ohne Atmosphäre erwarten wäre. Hätte der Planet eine dichtere Gashülle, würde sich die Hitze verteilen und die gemessene Temperatur wäre deutlich niedriger.
… ohne Atmosphäre
Die Daten schließen zudem eine dicke CO₂-Atmosphäre mit hoher Sicherheit aus. Schon eine Gashülle von mehr als 100 Millibar Druck, was etwa einem Zehntel der Dichte der Erdatmosphäre entspricht, wäre durch die Messungen aufgefallen. Damit reiht er sich in eine wachsende Liste von Exoplaneten ein, die offenbar durch Strahlung ihres Sterns jede ursprüngliche Atmosphäre verloren haben.
Das Team prüfte auch andere Erklärungen für die hohen Temperaturen, etwa Gezeitenheizung durch eine verzerrte Umlaufbahn oder versteckte vulkanische Aktivität. Doch die Ergebnisse sprechen klar gegen solche Szenarien.
Kosmische Küstenlinie
Besonders interessant ist die Einordnung in die sogenannte Cosmic Shoreline-Hypothese. Diese beschreibt eine Art Grenze, jenseits derer kleine Planeten ihre Atmosphären durch die energiereiche Strahlung ihrer Sterne verlieren. GJ 3929 b liegt weit jenseits dieser Grenze – noch deutlicher als andere bekannte Exoplaneten wie TRAPPIST-1 b oder GJ 1132 b. Damit ist er eines der klarsten Beispiele für einen vollständig „ausgebluteten“ Planeten.
Weitere Planeten im System
Die neuen Daten liefern nebenbei Hinweise auf weitere Himmelskörper: Die Astronomen fanden Spuren von zwei zusätzlichen Planeten im System – einen bekannten mit 15 Tagen Umlaufzeit sowie einen nun neu entdeckten Kandidaten mit nur 6,1 Tagen. Diese beiden Welten lassen sich von der Erde aus jedoch nicht beim Transit vor der „Sonnenscheibe“ ihres Sterns beobachten.
Trotz der für Leben schlechten Neuigkeiten, sind die Ergebnisse ein wichtiger Schritt, um die Vielfalt erdähnlicher Planeten zu verstehen. Während manche Welten Atmosphären entwickeln und behalten, sind andere – wie „GJ 3929 b“ – dem Strahlungsdruck ihres Sterns ausgeliefert. Solche Messungen helfen Astronomen einzuschätzen, wo überhaupt lebensfreundliche Bedingungen entstehen könnten und wo die Chancen gleich null sind.
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„Wir sehen hier ein Paradebeispiel dafür, wie Webb uns erlaubt, kleine, felsige Planeten in bislang unerreichter Detailgenauigkeit zu untersuchen“, erklären die Autoren abschließend. „GJ 3929 b ist zwar lebensfeindlich, aber für die Exoplanetenforschung ein echtes Geschenk.“
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Recherchequelle: ArXiv.org
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