Robert Klatt
Die Exoplaneten des Sterns HR 8799 emittieren gut sichtbares Licht im Infrarotbereich. Eine Analyse dieses Lichts hat den ersten direkten Nachweis von CO₂ auf einem Exoplaneten ermöglicht.
Baltimore (U.S.A.). Forscher der Johns Hopkins University (JHU) haben mit dem James Webb Space Telescope (JWST) erstmals CO₂ direkt auf vier Exoplaneten nachgewiesen. Die Planeten außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen den Stern HR 8799 in rund 130 Lichtjahren Entfernung von der Erde. Laut der Publikation im Fachmagazin The Astronomical Journal sind die Exoplaneten des Sterns HR 8799 relativ jung.
Das System ist lediglich 30 Millionen Jahre alt und damit deutlich jünger als unser Sonnensystem, das bereits vor rund 4,6 Milliarden Jahren entstanden ist. Die Exoplaneten sind Gasriesen wie der Saturn und der Jupiter, haben aber eine deutlich höhere Masse. Der kleinste der vier Exoplaneten des Sterns 8799 ist rund siebenfach und der größte Exoplanet rund zehnfach so massereich wie der Jupiter. Ihren Stern umkreisen die Exoplaneten in der 15- bis 70-fachen Entfernung, mit der der Jupiter die Sonne umkreist.
Weil die Himmelskörper jung sind, sind sie noch heiß und emittieren gut sichtbares Licht im Infrarotbereich. Das JWST konnte auf Basis dieser Lichtsignaturen Informationen sammeln, aus denen die Atmosphären der Exoplaneten rekonstruiert werden können. Dabei haben die Forscher deutlich mehr CO₂ entdeckt, als sie zuvor erwartet haben. Zudem ermöglicht die Analyse Rückschlüsse auf die Entstehungsgeschichte der Exoplaneten.
„Mit der Entdeckung dieser starken Kohlendioxid-Merkmale haben wir gezeigt, dass es in den Atmosphären dieser Planeten einen beträchtlichen Anteil an schwereren Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Eisen gibt. Angesichts dessen, was wir über den Stern wissen, den sie umkreisen, deutet dies wahrscheinlich darauf hin, dass sie durch Kernakkretion entstanden sind, was für Planeten, die wir direkt sehen können, eine spannende Schlussfolgerung ist.“
Die Exoplaneten können, wie alle Gasriesen, auf zwei Arten entstanden sein. Entweder schnell durch den Kollaps einer Gaswolke oder langsam, durch einen Kern aus Gestein und Metall, deren Gravitation Gas aus dem Weltraum anzieht. Die großen Anteile an schweren Elementen bei den Exoplaneten des Sterns HR 8799 sind ein deutlicher Hinweis darauf, dass diese, wie die Gasplaneten in unserem Sonnensystem, langsam entstanden sind.
„Unsere Hoffnung bei dieser Art von Forschung ist, unser eigenes Sonnensystem, das Leben und uns selbst im Vergleich mit anderen Systemen mit Exoplaneten zu verstehen, damit wir unsere Existenz in einen Kontext stellen können. Wir wollen Bilder von anderen Sonnensystemen aufnehmen und vergleichen, ob sie unserem System ähnlich sind oder sich davon unterscheiden. Davon ausgehend können wir versuchen, ein Gefühl dafür zu entwickeln, wie seltsam unser Sonnensystem wirklich ist - oder wie normal.“
The Astronomical Journal, doi: 10.3847/1538-3881/adb1c6
