Sensation bei TRAPPIST-1e: Daten deuten auf Atmosphäre hin – und vielleicht ideale Bedingungen für Leben
TRAPPIST-1e sorgt für Aufsehen: James-Webb-Daten schließen dichte Wasserstoffhülle aus und liefern erste Hinweise auf eine Atmosphäre.
Vielversprechende Hinweise: Einer der Planeten im TRAPPIST-1-System, rund 40 Lichtjahre von der Erde entfernt. © Wikimedia
Die Suche nach einem bewohnbaren Planeten beschäftigt Astronomen seit Jahrzehnten. Immer wieder rücken Himmelskörper ins Visier, die unserer Erde ähneln. Nun liefert der Exoplanet TRAPPIST-1e, nur 40 Lichtjahre entfernt, neue Hoffnung: Erste Daten deuten darauf hin, dass er eine Atmosphäre besitzen könnte – und damit eine Grundlage für lebensfreundliche Bedingungen.
Der Planet gehört zu einem System, das 2016 entdeckt wurde. Im Zentrum steht ein kleiner roter Zwergstern namens TRAPPIST-1. Er ist deutlich kleiner und kühler als unsere Sonne, wird aber von gleich sieben Planeten umkreist. Drei davon liegen in der „Goldlöckchen-Zone“ – einem Bereich, in dem die Temperaturen Wasser in flüssiger Form erlauben. Genau dort zieht TRAPPIST-1e seine Bahn. Forscher der University of St Andrews sehen in seiner Größe, Masse und Temperatur einen der spannendsten Kandidaten für erdähnliche Bedingungen.
James-Webb-Teleskop erfasst bisher genaueste Daten
Seit 2023 hat das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) vier sogenannte Transits des Planeten aufgezeichnet. Dabei zieht TRAPPIST-1e vor seinem Stern vorbei, und ein Teil des Sternenlichts gelangt durch die mögliche Atmosphäre in Richtung Teleskop. Diese winzigen Veränderungen im Licht verraten, ob und welche Gase dort vorhanden sind.
Die Messungen fanden in einem Wellenlängenbereich von 0,6 bis 5 Mikrometern statt – das ist deutlich mehr, als frühere Teleskope wie Hubble leisten konnten. Die Präzision liegt bei 50 „parts per million“, also 0,005 Prozent. Eine Genauigkeit, die es erstmals erlaubt, Gesteinsplaneten in der Größe der Erde bis ins Detail zu untersuchen.
Doch die Sache ist komplizierter, als sie klingt. Der Mutterstern TRAPPIST-1 zeigt viele Flecken und magnetische Aktivitäten. Diese verfälschen das Licht, das die Instrumente erreichen. „Die große Herausforderung bei der Charakterisierung der TRAPPIST-1-Planeten bleibt die stellare Kontamination, selbst bei längeren Wellenlängen“, erklären die Forscher. Mit neuen mathematischen Verfahren gelang es aber, diese Störungen teilweise herauszurechnen.
Atmosphären aus Wasserstoff ausgeschlossen
Die Korrekturen führten zu einem klaren Ergebnis: Eine dichte Hülle aus Wasserstoff, wie man sie bei jungen Planeten erwartet, ist bei TRAPPIST-1e nicht vorhanden. Damit fällt ein Szenario weg, das die Existenz von Leben unwahrscheinlich gemacht hätte.
Doch bleibt die Frage offen, ob es eine zweite, dichtere Atmosphäre gibt – zum Beispiel aus Stickstoff oder Kohlendioxid, wie sie auch die Erde besitzt. Ryan MacDonald, einer der beteiligten Astrophysiker, fasst es so zusammen: „Mit unseren aktuellen Daten können wir nicht unterscheiden, ob TRAPPIST-1e eine Atmosphäre hat oder nicht.“
Planet mit erstaunlichen Eckdaten
TRAPPIST-1e ist der vierte Planet im System. Er besitzt bemerkenswerte Eigenschaften:
- Durchmesser: rund 0,92 Erdradien
- Masse: etwa 0,69 Erdmassen
- Umlaufzeit um den Stern: 6,1 Tage
- Oberflächentemperatur: rund –23 Grad Celsius
Diese Werte machen ihn zu einem der erdähnlichsten bekannten Exoplaneten. Besonders die Temperatur deutet darauf hin, dass Wasser in flüssiger Form möglich wäre – vorausgesetzt, die TRAPPIST-1e Atmosphäre stabilisiert die Bedingungen.
Nächste Beobachtungen sollen Klarheit bringen
Vier Beobachtungen reichen noch nicht, um die entscheidende Frage zu beantworten. In den kommenden Jahren soll die Zahl der Transits auf fast 20 steigen. Jede zusätzliche Messung verbessert die Chancen, schwache Signale einer Atmosphäre sicher zu erkennen. „Unser Ansatz zeigt, dass JWST auf einem völlig neuen Präzisionsniveau arbeitet, um die atmosphärische Zusammensetzung von potentiell bewohnbaren, felsigen Exoplaneten zu bestimmen“, so die beteiligten Wissenschaftler.
Besonders spannend ist die Möglichkeit einer Sekundäratmosphäre. Diese bildet sich nicht bei der Entstehung des Planeten, sondern später – oft durch Vulkanismus oder durch Einschläge von Kometen. Eine solche Hülle könnte entscheidend sein, um Wasser zu speichern und damit die Grundlage für Leben zu schaffen.
Warum TRAPPIST-1e mehr ist als ein fernes Ziel
Die Untersuchung des Planeten ist nicht nur ein technischer Fortschritt. Sie wirft auch grundlegende Fragen auf: Wie einzigartig ist unsere Erde? Gibt es in erreichbarer Nähe tatsächlich einen zweiten Ort mit stabilen Lebensbedingungen?
Die internationale Dimension des Projekts zeigt, wie groß das Interesse ist. Am Forschungsprogramm DREAMS („Deep Reconnaissance of Exoplanet Atmospheres through Multi-instrument Spectroscopy“) arbeiten über 30 Wissenschaftler aus Großbritannien, den USA und Indien. Geleitet wird es von der Astronomin Nikole Lewis an der Cornell University.
Für die Erde selbst ändern die Ergebnisse vorerst nichts – doch sie verschieben die Perspektive. Ob TRAPPIST-1e am Ende tatsächlich eine lebensfreundliche Atmosphäre besitzt oder nur ein kahler Fels ist: Beide Antworten haben Gewicht. Entweder wird klar, dass lebensfreundliche Welten häufiger sind, als bislang gedacht. Oder es zeigt sich, wie besonders unsere Erde ist.
Kurz zusammengefasst:
- TRAPPIST-1e ist ein erdähnlicher Planet in 40 Lichtjahren Entfernung, dessen mögliche Atmosphäre mit dem James-Webb-Teleskop untersucht wird.
- Erste Daten schließen eine dichte Wasserstoffhülle sicher aus, lassen aber offen, ob eine lebensfreundliche zweite Atmosphäre existiert.
- Weitere Beobachtungen sollen klären, ob dort flüssiges Wasser vorkommt – und ob TRAPPIST-1e damit ein Kandidat für bewohnbare Welten ist.
Übrigens: Der Exoplanet WASP-121b umrundet seinen Stern in nur 30 Stunden, erreicht über 3000 Grad – und hält dennoch Methan in seiner Nachtatmosphäre. Mehr dazu in unserem Artikel.
Bild: © NASA/JPL-Caltech via Wikimedia unter Public Domain
