Diese Woche gaben Wissenschaftler bekannt, dass das James-Webb-Weltraumteleskop, das neben seinen vielen Talenten auch die Atmosphären von Exoplaneten analysieren kann, gerade fertig ist bestätigte das Vorhandensein von Kohlendioxid auf einer Welt, die eine etwa 700 Lichtjahre entfernte Sonne umkreist. Es ist die erste Beobachtung von CO2 in einer Planetenatmosphäre jenseits unseres Sonnensystems.
Aber diese Entdeckung, die in einer Welt gemacht wurde, die unserer eigenen sehr unähnlich ist, ist nur der erste Vorgeschmack auf das, was Webbs Instrumente bald enthüllen könnten. Astronomen sind bestrebt, das Teleskop auf Planeten wie der Erde zu trainieren, wo flüssiges Wasser, eine entscheidende Zutat für das Leben, wie wir es kennen, reichlich vorhanden ist. In den kommenden Monaten und Jahren werden sie zweifellos ihre Chance bekommen.
Es gibt jedoch eine Reihe vielversprechender erdähnlicher Planeten, die Webb in naher Zukunft untersuchen könnte in einem kürzlich veröffentlichten Artikel in Das astronomische Journal, argumentieren Wissenschaftler der Universität von Montreal, dass sie einen der besten Kandidaten dieser Art bisher entdeckt haben.
Der Planet, der einen Stern im Binärsystem TOI-1452 umkreist, ist 100 Lichtjahre entfernt. Er ist etwa 70 % größer als die Erde – eine Art Exoplanet namens a Super-Erde– und Umlaufbahnen in einer Region, die Wissenschaftler die nennen bewohnbare Zone wo flüssiges Wasser möglich ist. Noch verlockender ist jedoch die Tatsache, dass die Dichte des Planeten auf das Vorhandensein eines globalen Ozeans hindeutet.
Wasserwelt
Hinweise auf TOI-1452 b tauchten erstmals in Daten auf, die vom Weltraumteleskop TESS gesammelt wurden. Das Team bestätigte außerdem die Existenz des Planeten und bestimmte Schlüsselattribute mit bodengestützten Beobachtungen. Indem sie messen, wie sehr ein umlaufender Planet seinen Mutterstern zum Wanken bringt, können Forscher seine Masse abschätzen, während die Analyse, wie viel Licht er blockiert, während er sich zwischen seinem Stern und der Erde bewegt, Schätzungen seiner Größe liefert.
Die Sonne von TOI-1452 b ist ein roter Zwergstern, der kleiner und dunkler als die Sonne ist. Während sich der Planet also in einer engen Umlaufbahn relativ zur Erde befindet und alle 11 Tage einen Umlauf um seine Sonne absolviert, erhält er ungefähr die gleiche Menge an Sonnenstrahlung wie die Venus. Damit liegt er genau in der Mitte der bewohnbaren Zone seines Sterns. Zusammen mit seiner überraschend geringen Dichte ist eine führende Theorie, dass TOI-1452 b eine Wasserwelt ist.
Ein Modell in der Studie schätzte, dass Wasser ausmachen könnte 30 Prozent der Masse des Planeten. Zum Vergleich: Wasser bedeckt 70 Prozent der Erdoberfläche, macht aber nur 1 Prozent seiner Masse aus. Wenn sich das Modell also als richtig erweist, könnte die gesamte Oberfläche von TOI-1452 b von einem globalen Ozean bedeckt sein, der viel tiefer ist als jeder andere auf der Erde.
„TOI-1452 b ist einer der besten Kandidaten für einen Ozeanplaneten, den wir bisher gefunden haben“, sagte Charles Cadieux, ein Astronom an der Universität von Montreal und der Hauptautor des neuen Papiers. „Sein Radius und seine Masse deuten auf eine viel geringere Dichte hin, als man es von einem Planeten erwarten würde, der wie die Erde im Wesentlichen aus Metall und Gestein besteht.“
Das Schlüsselwort ist Kandidat. Die Daten lassen viel Raum für Ungewissheit darüber, ob es sich bei dem Planeten tatsächlich um einen Ozeanplaneten handelt. Das Papier untersucht auch Szenarien, in denen der Planet ein Felsen ohne Atmosphäre ist oder felsig mit einer ausgedehnten Atmosphäre aus leichten Gasen wie Wasserstoff und Helium. Der einzige Weg, es sicher zu wissen, ist, einen Blick darauf zu werfen.
Die nächste blaue Murmel
Wenn Licht durch Exoplanetenatmosphären scheint, absorbieren die verschiedenen chemischen Bestandteile charakteristische Wellenlängen. Das resultierende Spektrum ist wie ein Fingerabdruck der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre, wobei die Lücken das Vorhandensein verschiedener Elemente wie Wasserstoff und Helium oder Moleküle wie Wasserdampf ankündigen. Bisher waren unsere Möglichkeiten zur direkten Analyse der Atmosphären von Exoplaneten, insbesondere der Umgebung kleinerer Planeten, jedoch begrenzt.
Aber mit Webb hat die Menschheit eine neue Brille, die dem Job mehr als gewachsen ist. Zusätzlich zu den physikalischen Eigenschaften von TOI-1452 b befindet sich der Planet auch relativ nahe an der Erde, und seine Position am Himmel kann das ganze Jahr über beobachtet werden. Die Wissenschaftler hoffen, dass sie bald Zeit am Teleskop buchen können, um ihre Hypothese direkt zu bestätigen oder zu widerlegen.
Ob dieser spezielle Planet sich entwickelt, ist etwas nebensächlich. Was noch aufregender ist, ist unsere neue Fähigkeit, einen Blick in die Atmosphäre einer Liste vielversprechender Planeten zu werfen, die Lichtjahre entfernt sind. Es ist durchaus möglich, dass Wissenschaftler bald eine Ozeanwelt lokalisieren und bestätigen, die einen anderen Stern umkreist: die erste blaue Murmel jenseits unseres Sonnensystems.
Von dort aus finden wir möglicherweise noch viele weitere Murmeln, und obwohl Webb nicht ausdrücklich darauf ausgelegt war, Biosignaturen zu erkennen – die chemischen Fingerabdrücke des Lebens selbst –kommende Teleskope werden. Dazu gehören das bodengebundene Giant Magellan Telescope, das Thirty Meter Telescope und das European Extremely Large Telescope.
Während unser Rolodex der bestätigten Ozeanwelten wächst, wächst auch unsere Liste vielversprechender Ziele für diese zukünftigen Teleskope, die sie im Auge behalten können, und in einer zweifellos weltbewegenden Entdeckung könnten wir endlich die ersten Anzeichen von Leben im Ozean ausspionieren einsame Leere.
Bild-Kredit: Benoît Gougeon, Universität Montreal
