Erster Blick in die Atmosphäre einer Super-Erde

Um Leben zu beherbergen ist der Planet zu heiß - doch seine Atmosphäre enthält wahrscheinlich große Mengen Wasserdampf

Exoplanet
Exoplanet

Cambridge (USA)/Göttingen - Einem Forscher-Trio aus den USA und Deutschland ist es erstmals gelungen, die Atmosphäre einer so genannten Super-Erde zu analysieren. Als Super-Erden bezeichnen die Astronomen Planeten bei anderen Sternen, die felsig wie die Erde sind, aber ihre mehrfache Masse besitzen. Die jetzt im Fachblatt "Nature" präsentierten Messungen sprechen dafür, dass der Planet GJ 1214b entweder in eine dichte Hülle aus Wasserdampf eingehüllt ist oder eine dichte Wolkenschicht ähnlich der Venus besitzt.

"GJ 1214b ist die erste Super-Erde, von der wir wissen, dass sie eine Atmosphäre besitzt", erklärt Jacob Bean vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge. "Doch selbst mit unseren neuen Messungen können wir nicht genau sagen, woraus die Atmosphäre besteht. Diese Welt zeigt sich ein wenig schüchtern und verbirgt ihre wahre Natur vor uns." Gemeinsam mit seinen Kollegen Eliza Miller-Ricci Kempton von der University of California in Santa Cruz und Derek Homeier von der Georg-August-Universität in Göttingen hat Bean untersucht, wie GJ 1214b die Strahlung seines Zentralsterns absorbiert, während er von der Erde aus gesehen vor ihm vorüber zieht.

Der im Dezember 2009 entdeckte Planet GJ 1214b steht 40 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Schlangenträger. Er ist etwa 2,6-mal größer und 6,5-mal massereicher als die Erde. GJ 1214b umkreist seinen Zentralstern alle 38 Stunden auf einer extrem engen Bahn - der Abstand Planet-Stern beträgt mit zwei Millionen Kilometern etwa ein Siebzigstel der Entfernung Erde-Sonne. Die Oberflächentemperatur von GJ 1214b ist daher viel zu hoch, um die Existenz von flüssigem Wasser - und damit von Leben - zu ermöglichen.

Schon unmittelbar nach der Entdeckung von GJ 1214 hatten die Astronomen spekuliert, der Planet könne eine ausgedehnte, dichte Atmosphäre besitzen. Diese Vermutung haben die Messungen von Bean und seinen Kollegen nun bestätigt. Allerdings zeigte das Absorptionsspektrum des Planeten keinerlei Strukturen. Daraus schließen die Forscher, dass die Atmosphäre nicht von Wasserstoff dominiert werden kann, wie es von vielen Riesenplaneten her bekannt ist. Die wahrscheinlichste Erklärung sei, so Bean, Kempton und Homeier, dass Wasserdampf die Strahlung absorbiere. Unklar bleibt dabei, ob die Atmosphäre von GJ 1214b mit Wasserdampf gesättigt ist oder ob der Planet eine dichte Wolkenhülle besitzt. Beobachtungen in anderen Wellenlängenbereichen könnten dabei helfen, zwischen diesen Möglichkeiten zu unterscheiden.