Exoplaneten von Wolken umhüllt

Wissenschaftler haben mithilfe des Hubble-Weltraumteleskops die Atmosphären zweier Exoplaneten in der Milchstraße charakterisiert. Die 36 und 40 Lichtjahre von der Erde entfernten Planeten GJ 436b und GJ 1214b, dessen Atmosphären bisher noch nicht genau analysiert werden konnten, sind offenbar von Wolken bedeckt, wie die Forscher in zwei Veröffentlichungen in der Fachzeitschrift Nature berichten.

Beide Planeten befinden sich im mittleren Massebereich – zwischen kleineren Gesteinsplaneten wie der Erde auf der einen und größeren Gasriesen wie dem Jupiter auf der anderen Seite – und gehören damit zum häufigsten Planetentyp innerhalb der Milchstraße. GJ 436b wird als „warmer Neptun“ kategorisiert, da er sich viel näher an seinem Stern befindet als der kalte Neptun an der Sonne. GJ 1214b hingegen wird aufgrund seiner Größe als „Supererde“ bezeichnet. Beide Planeten ziehen so vor ihren Sternen vorbei, dass das durch ihre Atmosphären gefilterte Sternenlicht detaillierte Untersuchungen dieser Atmosphären erlaubt.

Größenvergleich

Die mit dem Hubble-Teleskop aufgezeichneten Spektralaufnahmen zeigen keinerlei chemische Fingerabdrücke oder sonstige Auffälligkeiten in der Atmosphäre von GJ 436b. „Entweder hat dieser Planet eine hohe Wolkenschicht, die den Blick versperrt, oder er hat eine wolkenlose Atmosphäre, die frei von Wasserstoff ist, was ihn dem Neptun sehr unähnlich machen würde“, so Heather Knutson vom California Institute of Technology in Pasadena. „Anstelle von Wasserstoff könnte sie reich an schwereren Molekülen sein – wie Wasserdampf, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid –, die die Atmosphäre komprimieren und es für uns schwer machen würden, chemischen Signaturen zu detektieren.“

Ähnliche Beobachtungen des Planeten GJ 1214b hatten bereits früher ein ebenso wenig aussagekräftiges Spektrum ergeben. Allerdings gab es Hinweise darauf, dass seine Atmosphäre von Wasserdampf oder Wasserstoff sowie von dichten Wolken in großer Höhe dominiert wird. Mithilfe von Hubble konnten die Wissenschaftler um Laura Kreidberg von der University of Chicago jetzt einen näheren Blick auf GJ 1214b werfen und fanden weitere Belege für Wolken, die den Planeten einhüllen und so Informationen über Zusammensetzung und Verhalten der niedrigeren Atmosphäre und der Oberfläche unzugänglich machen. Das nun aufgenommene Spektrum zeigt ebenfalls keine chemischen Fingerabdrücke, dies jedoch mit einer solchen Genauigkeit, dass die Astronomen wolkenfreie Zusammensetzungen von Wasserdampf, Methan, Stickstoff, Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid erstmals ausschließen können.

In jedem Fall ähneln die Wolken auf den beiden Exoplaneten wohl nur wenig solchen, die wir in unserem Sonnensystem sehen können. Mögliche Kandidaten sind unter anderem Staubwolken aus Kaliumchlorid oder Zinksulfid. „Beide Planeten erzählen uns etwas über die Vielfalt von Planetentypen, die außerhalb unseres eigenen Sonnensystems vorkommen. In diesem Fall sehen wir, dass wir sie möglicherweise nicht so gut kennen, wie wir dachten“, so Knutson.