Wasser in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Rainer Kayser

Künstlerische Darstellung eines erdähnlichen Planeten, im Hintergrund sein Zentralstern.

NASA

Mit dem Weltraumteleskop Hubble haben Astronomen jetzt erstmals Wasser in der Atmosphäre eines Planeten – der seine Bahn in der lebensfreundlichen Zone eines Sterns zieht – nachgewiesen. Damit wird der 124 Lichtjahre von uns entfernte Exoplanet K2-18b zum bislang besten Kandidaten für die Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems, wie die Forscher im Fachblatt „Nature Astronomy“ berichten. Denn bislang ließ sich Wasserdampf lediglich in den Atmosphären großer Gasplaneten nachweisen, insbesondere bei „Heißen Jupitern“, die sehr nahe an ihrem Stern kreisen.

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 – in der die Temperatur flüssiges Wasser an der Oberfläche überhaupt ermöglicht – umkreisen. Und zweitens muss es dort tatsächlich Wasser geben. Optimal wäre es, wenn ein solcher Planet zusätzlich in seiner Größe und Masse unserer Erde ähneln würde. „Doch da wohltemperierte, erdähnliche Planeten klein und relativ kühl sind, ist ihre Beobachtung eine große Herausforderung. Deshalb gab es noch keine spektroskopischen Informationen über solche Planeten“, erläutern Angelos Tsiaras vom University College London und seine Kollegen.

Doch den Forschern gelang es nun, die im Jahr 2015 entdeckte Supererde K2-18b mit dem Hubble-Teleskop genauer zu untersuchen. Als Supererde bezeichnen Astronomen Planeten mit der zwei- bis zehnfachen Erdmasse. K2-18b besitzt die achtfache Erdmasse und ist etwa doppelt so groß wie die Erde. Er umkreist seinen Roten Zwergstern mit einer Umlaufzeit von 33 Tagen und zieht dabei – von der Erde aus gesehen – regelmäßig vor seinem Zentralstern vorüber.

Bei solchen „Transits“ wird das Sternenlicht abgeschwächt, was 2015 zunächst die Entdeckung des Exoplaneten erlaubte und jetzt auch den ersten Nachweis von Wasserdampf: Denn bewegt sich Sternenlicht durch die Planetenatmosphäre hindurch, hinterlassen die Moleküle aus der Atmosphäre charakteristische Spuren im Lichtspektrum des Sterns. Die Analyse dieses Lichtspektrums ergab nun den ersten Nachweis von Wasserdampf in der Atmosphäre eines Exoplaneten in der habitablen Zone. Wie viel Wasser es insgesamt gibt und aus welchen Gasen sich die Atmosphäre von K2-18b außerdem zusammensetzt, ließ sich allerdings noch nicht nachweisen. Für genauere Analysen müssen die Astronomen auf die nächste Generation von Großteleskopen, wie etwa das James-Webb-Weltraumteleskop, warten.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/news/2019/wasser-in-der-atmosphaere-eines-exoplaneten-entdeckt/