Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat überzeugende Beweise für eine Atmosphäre auf TOI-561 b entdeckt, einem felsigen Exoplaneten, der seinen Stern extrem nahe umkreist. Die Entdeckung stellt Annahmen darüber in Frage, welche Welten auch unter extremen Bedingungen Luft halten können. Diese Erkenntnis ist von Bedeutung, da sie das potenzielle Spektrum bewohnbarer Umgebungen über das bisher für möglich gehaltene Maß hinaus erweitert.
Extreme Bedingungen und unerwartete Dichte
TOI-561 b, 280 Lichtjahre entfernt, ist nur 1,5-mal so breit wie die Erde und vollendet eine Umlaufbahn in weniger als 11 Stunden. Seine Nähe zu seinem Stern – weniger als 1 Million Meilen – führt zu einem permanenten Tag-Nacht-Gefälle. Auf der Tagesseite herrschen wahrscheinlich Temperaturen, die hoch genug sind, um Gestein zu schmelzen, wodurch ein potenzieller Lavaozean entstehen kann.
Was die Forscher jedoch überraschte, war die ungewöhnlich geringe Dichte des Planeten. Johanna Teske, Hauptautorin der Studie, stellt fest, dass sie „ungewöhnlich niedrig“ ist, was darauf hindeutet, dass sie weniger dicht ist als erwartet für einen Gesteinsplaneten mit erdähnlicher Zusammensetzung. Diese Anomalie veranlasste Wissenschaftler zunächst zu der Überlegung, ob der Planet aus ungewöhnlichen Materialien entstanden sei, da sein Stern alt und relativ eisenarm sei.
Atmosphärische Beweise aus Wärmemessungen
Zur weiteren Untersuchung nutzte das Team Webb, um die Wärmeemissionen des Planeten während seines Transits hinter dem Stern zu messen. Wenn TOI-561 b ein nackter Fels wäre, müsste die Tagesseite 4.900 °F erreichen. Stattdessen verzeichnete Webb eine kühlere Temperatur von 3.200 °F – immer noch glühend heiß, aber deutlich niedriger.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die einzig plausible Erklärung eine dichte Atmosphäre ist. Anjali Piette, eine Mitautorin der Studie, erklärte, dass sie „wirklich eine dicke Atmosphäre voller flüchtiger Stoffe brauchen, um alle Beobachtungen zu erklären.“ Die Atmosphäre kühlt den Planeten wahrscheinlich ab, indem sie Wärme zirkuliert und Gase wie Wasserdampf einfängt, wodurch möglicherweise eine Wolkendecke entsteht, die das Sonnenlicht reflektiert.
Implikationen für die Exoplanetenforschung
Die Existenz einer Atmosphäre auf einem so lebensfeindlichen Planeten legt nahe, dass selbst Planeten, die intensiver Strahlung ausgesetzt sind, Luft speichern können. Das Team glaubt, dass Gase zwischen einem potenziellen Lavaozean und der Atmosphäre zirkulieren könnten, wodurch der Planet seine gasförmige Hülle aufrechterhalten könne.
Die Forscher planen weitere Studien, um die Oberflächentemperaturen des Planeten zu kartieren und die Zusammensetzung der Atmosphäre zu bestimmen. Diese Entdeckung erweitert den Umfang der Exoplanetenforschung und weist darauf hin, dass bewohnbare Welten in Umgebungen existieren könnten, die zuvor als unbewohnbar galten.
Das Vorhandensein einer Atmosphäre auf TOI-561 b zeigt, dass felsige Exoplaneten unter extremen Bedingungen Luft zurückhalten können, was die potenzielle Reichweite bewohnbarer Welten anderswo in der Galaxie erheblich erweitert.
