Atmosphäre ferner Welten direkt beobachtet

Direkte Bilder von fernen Planeten in anderen Sonnensystemen sind noch immer eine Seltenheit. Zu stark überstrahlt in der Regel das Sternenlicht die wesentlich kleineren und weniger hellen Planeten. Doch es gibt auch Ausnahmen: Eine Forschungsgruppe hat kürzlich Aufnahmen zweier Planeten analysiert, die einen sonnenähnlichen Stern umrunden. Im Fachmagazin „Nature“ berichtet sie von besonderen Wolken in der Atmosphäre und einer Silikatscheibe um die Exoplaneten.

Frühere Aufnahme von YSES 1 und seinen Planeten

Etwa 310 Lichtjahre von uns entfernt befindet sich der Stern YSES 1. Er ist der Sonne ähnlich, mit einem Alter von etwa 17 Millionen Jahren aber deutlich jünger als sie. Um ihn ziehen zwei Planeten ihre Bahnen: YSES 1b umrundet den Stern etwa 2,4 Milliarden Kilometer entfernt. Damit dreht er seine Runden in fünffach größerer Distanz als Neptun um die Sonne. Bei YSES 1c sind es sogar fast 5 Milliarden Kilometer. Bereits früher hatten Astronominnen und Astronomen YSES 1 und seine Begleiter mit Teleskopen beobachtet. Dabei war aufgefallen, dass die Planeten deutlich röter sind als andere. Deshalb vermutete man besondere Atmosphären.

Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop gelangen jetzt detaillierte Aufnahmen der Planeten. In diesen haben Kielan Hoch und ihr Team vom Space Telescope Science Institute in Baltimore direkte Spektren der Infrarotstrahlung analysiert. Das ist eine Besonderheit. Denn Untersuchungen von Exoplaneten, also Planeten um andere Sterne als unsere Sonne, mit dem James-Webb-Weltraumteleskop basieren meistens auf sogenannten Transmissionsspektren. Das bedeutet, man analysieret das Licht des Sterns, das durch die Atmosphäre des Exoplaneten gelaufen ist. Die Planeten YSES 1b und YSES 1c lassen sich jedoch direkt beobachten, da sie ihren Stern in so großer Entfernung umrunden, dass man ihr Licht vom Licht des Sterns getrennt aufnehmen kann.

Wolken und eine Scheibe aus Silikaten

In den Spektren weisen Signale auf Silikatwolken in der Atmosphäre von YSES 1c hin, die zur Rotfärbung des Planeten beitragen. Das bestätigt bisherige Vermutungen. Zudem enthalten die Wolken wahrscheinlich Eisen, das möglicherweise auf den Exoplaneten hinab regnet.

Um den inneren Planeten YSES 1b ist den Forschenden zudem ein seltener Fund gelungen: Er ist von einer sogenannten Scheibe aus Silikaten umgeben und scheint sich noch immer Materie daraus einzuverleiben. Die Scheibe deutet laut dem Team um Hoch darauf hin, dass YSES 1b ein relativ junger Exoplanet ist. Außerdem können aus so einer Scheibe auch Monde entstehen.

Auch für andere junge Exoplaneten ist es wichtig, direkte Abbildungen mit hochaufgelösten Spektren aufzunehmen. Denn sie helfen, große Fragen der Astronomie zu beantworten: Wie entstehen Planeten? Und wie entwickeln sich ihre Atmosphären?