Ein felsiger Planet, der fast 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen kleinen Stern umkreist, ist heiß und hat wenig oder keine Atmosphäre, so eine neue Studie. Der Fund wirft Fragen über die Möglichkeit von Atmosphären auf den anderen Orbs im Planetensystem auf.
Im Zentrum des Systems befindet sich der rote Zwergstern namens TRAPPIST-1; Es beherbergt sieben bekannte Planeten mit Massen zwischen dem 0,3- und 1,4-fachen der Erde, von denen einige flüssiges Wasser enthalten könnten (SN: 22.02.17; 19.03.18). Der größte, TRAPPIST-1b, ist seinem Mutterstern am nächsten und erhält etwa das Vierfache der Strahlung, die die Erde von der Sonne erhält, sagt Thomas Greene, ein Astrobiologe am Ames Research Center der NASA in Moffett Field, Kalifornien.
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Wie alle anderen Planeten im System ist TRAPPIST-1b gezeitenabhängig, was bedeutet, dass eine Seite des Planeten immer dem Stern zugewandt ist und eine Seite wegschaut. Berechnungen deuten darauf hin, dass, wenn die auf TRAPPIST-1b fallende Sternenergie über den Planeten verteilt würde – beispielsweise durch eine Atmosphäre – und dann gleichmäßig in alle Richtungen abgestrahlt würde, die Oberflächentemperatur des Planeten etwa 120° Celsius betragen würde.
Aber die Tagestemperatur des Planeten beträgt tatsächlich etwa 230 ° C, berichten Greene und Kollegen am 27. März online Natur. Das wiederum deutet darauf hin, dass es wenig oder gar keine Atmosphäre gibt, um Wärme von der ständig sonnenbeschienenen Seite des Planeten zur dunklen Seite zu transportieren, argumentiert das Team.
Um die Temperatur von TRAPPIST-1b zu messen, benutzten Greene und seine Kollegen das James-Webb-Weltraumteleskop, um den Planeten im Jahr 2022 fünfmal in einem schmalen Band von Infrarotwellenlängen zu beobachten. Da die Beobachtungen kurz vor und nachdem der Planet hinter seinen Mutterstern ausgewichen war, gemacht wurden, Astronomen könnten das vollständig beleuchtete Gesicht des Planeten sehen, sagt Greene.
Die Ergebnisse des Teams sind „der erste ‘tiefe Blick’ auf diesen Planeten“, sagt Knicole Colon, eine Astrophysikerin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, die nicht an der Studie beteiligt war. „Wir erwarten, dass wir bei jeder Beobachtung etwas Neues lernen“, fügt sie hinzu.
Astronomen haben lange angedeutet, dass Planeten um rote Zwergsterne möglicherweise nicht in der Lage sind, ihre Atmosphäre zu halten, hauptsächlich weil die häufigen und hochenergetischen Eruptionen solcher Sterne jede gasförmige Hülle wegsprengen würden, die sie möglicherweise in ihren frühen Jahren hatten (SN: 20.12.22). Dennoch gibt es einige Szenarien, in denen solche Fackeln die Oberfläche eines Planeten aufheizen und einen Vulkanismus antreiben könnten, der wiederum Gase freisetzt, die zur Bildung einer neuen Atmosphäre beitragen könnten.
„Um absolut sicher zu sein, dass dieser Planet keine Atmosphäre hat, brauchen wir viel mehr Messungen“, sagt Michaël Gillon, ein Astrophysiker an der Universität Lüttich in Belgien, der nicht Teil der neuen Studie war. Es ist möglich, dass der Planet, wenn er bei einer größeren Vielfalt von Wellenlängen und aus anderen Winkeln beobachtet wird, Anzeichen einer gasförmigen Hülle und damit möglicherweise Hinweise auf Vulkanismus zeigt.
Wie auch immer, sagt Laura Kriedberg, Astronomin am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Deutschland, die ebenfalls nicht an der Studie teilgenommen hat, das neue Ergebnis „motiviert definitiv eine detaillierte Untersuchung der kühleren Planeten im System, um zu sehen, ob die das gleiche gilt für sie.“