Der innerste erdähnliche Planet im berühmten TRAPPIST-1-System könnte neuen Forschungsergebnissen zufolge doch in der Lage sein, eine dichte Atmosphäre zu tragen.
Seit der Entdeckung des Systems aus sieben dicht gepackten, erdgroßen Welten im Jahr 2017, die in bemerkenswerter Harmonie nur 40 Lichtjahre von der Erde entfernt liegen, haben Astronomen versucht herauszufinden, ob es eine Atmosphäre gibt, die für den Lebensraum des Lebens, wie wir es kennen, von entscheidender Bedeutung ist .
Frühere Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) deuten darauf hin, dass alle Planeten im System aufgrund der heftigen, die Atmosphäre zerstörenden Strahlung ihres Wirtssterns unfruchtbares, luftloses Gestein wären. Eine neue Analyse der JWST-Daten zum innersten Planeten TRAPPIST-1b legt jedoch nahe, dass er möglicherweise eine dunstige, kohlendioxidreiche Atmosphäre hat. Alternativ zeigen die neuen Messungen auch eine unerwartet hohe Temperatur auf der Oberfläche von TRAPPIST-1b, was möglicherweise darauf hindeutet, dass die Welt vor vulkanischer Aktivität brodelt.
Obwohl das System das am besten untersuchte Planetensystem außerhalb unseres eigenen Sonnensystems ist, hat sich die Erkennung der Atmosphären auf seinen Planeten als schwierig erwiesen. Das ist das Ergebnis der ungewöhnlichen Eigenschaften ihres winzigen und kühlen Roten Zwergsterns, der atmosphärische Signale imitieren kann, die ohnehin schwach und schwer zu erkennen sind.
Ähnelt Trappist-1b dem Saturnmond Titan?
Frühere JWST-Messungen der Strahlung des Planeten bei einer einzelnen Wellenlänge von 15 Mikrometern legten nahe, dass eine dicke kohlendioxidreiche Atmosphäre unwahrscheinlich ist, da Kohlendioxid Licht bei dieser Wellenlänge stark absorbiert und somit die beobachtete Strahlung merklich reduziert hätte.
Dies führte die Forscher letztes Jahr zu dem Schluss, dass es sich bei TRAPPIST-1b höchstwahrscheinlich um einen Felsball handelt, dessen dunkle Oberfläche durch Sternstrahlung und Meteoriteneinschläge völlig zerstört worden wäre.
Im Gegensatz dazu deuten die neuen Messungen, die bei einer anderen Wellenlänge von 12,8 Mikrometern gesammelt wurden, nicht nur auf eine dicke, kohlendioxidreiche Atmosphäre hin, sondern auch auf eine Atmosphäre, die stark reflektierenden Dunst enthält, ähnlich dem Smog, den man hier auf der Erde sieht. Dieser Dunst, sagen die Forscher, führt dazu, dass die obere Atmosphäre des Planeten heißer ist als die Schichten darunter, wodurch eine Umgebung entsteht, in der Kohlendioxid Licht aussendet, anstatt es zu absorbieren, was das Fehlen eines erwarteten Rückgangs bei früheren Beobachtungen erklären könnte.
„Eins plus eins ist mehr als zwei – da wir zwei Datenpunkte für Trappist-1b haben, können wir jetzt alternative Szenarien für seine Atmosphäre untersuchen, unabhängig davon, ob sie existiert oder nicht“, sagte der Co-Autor der Studie, Leen Decin von der KU Leuven in Belgien, kürzlich in einer Studie Pressemitteilung.
Es ist bekannt, dass solche Dynamiken beispielsweise auf Saturns größtem Mond Titan auftreten, aber „die Chemie in der Atmosphäre von TRAPPIST-1b wird sich voraussichtlich stark von der von Titan oder einem der Gesteinskörper des Sonnensystems unterscheiden“, sagt Co-Autor der Studie, Michiel Min vom SRON Niederländischen Institut für Weltraumforschung sagte in derselben Erklärung. „Es ist faszinierend, sich vorzustellen, dass wir eine Atmosphäre vor uns haben, die wir noch nie zuvor gesehen haben.“
Die Forscher verfolgen nun, wie sich die Wärme auf dem Planeten umverteilt, während er den Mutterstern umkreist, was ihnen dabei helfen wird, die Atmosphäre des Planeten zu bestimmen.
„Wenn eine Atmosphäre existiert, sollte die Wärme von der Tagseite des Planeten auf seine Nachtseite verteilt werden“, sagte Michaël Gillon, ein Astronom an der Universität Lüttich in Belgien, der das internationale Team leitete, das die sieben TRAPPIST-1 entdeckte Planeten. „Ohne Atmosphäre wäre die Umverteilung der Wärme minimal.“
Diese Forschung wird in einem Artikel beschrieben, der am Montag (16. Dezember) in Nature Astronomy veröffentlicht wurde.
