Blick in die Atmosphäre erdähnlicher Planeten

Zwei 39 Lichtjahre von der Erde entfernte Exoplaneten könnten der Venus ähneln. Das zeigen Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble durch ein internationales Forscherteam, die erstmals einen Blick in die Atmosphären dieser Planeten erlaubten. Eine ausgedehnte Hülle aus Wasserstoff lasse sich ausschließen, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“, aber es seien immer noch unterschiedliche chemische Zusammensetzungen denkbar.

„Wir sollten aber schon bald in der Lage sein, zwischen diesen verschiedenen Möglichkeiten zu unterscheiden“, schreiben Julien de Wit vom Massachusetts Institute of Technology im US-amerikanischen Cambridge und seine Kollegen. Das Team beobachtete mit Hubble den gleichzeitigen Transit von zwei Planeten des Zwergsterns TRAPPIST-1. Bei einem Transit zieht ein Planet von der Erde aus gesehen vor seinem Stern vorüber. Dabei geht ein Teil des Sternenlichts durch die Atmosphären der Planeten hindurch. Die teilweise Absorption der Strahlung liefert den Forschern dann Informationen über die chemische Zusammensetzung der Lufthüllen.

Die von de Wit und seinen Kollegen beobachtete Absorption zeigt keine auffälligen Strukturen. Daraus schließen die Forscher, dass die beiden Planeten keine ausgedehnten, wolkenlosen Gashüllen aus Wasserstoff besitzen – denn diese würden sich durch charakteristische Absorptionen des Wasserstoffs verraten. Möglich seien beispielsweise wolkenlose Atmosphären aus Wasserdampf oder Lufthüllen aus Kohlendioxid mit Wolken in der oberen Atmosphäre. Eine solche Atmosphäre besitzt in unserem Sonnensystem die Venus.

Der Stern TRAPPIST-1 wird von gleich drei etwa erdgroßen Planeten umkreist. Sie wurden mit dem automatischen Teleskop TRAPPIST an der Europäischen Südsternwarte ESO aufgespürt, das nach den winzigen periodischen Helligkeitsschwankungen von Sternen sucht, die durch die Transits umlaufender Planeten verursacht werden. TRAPPIST-1 besitzt nur etwa acht Prozent der Masse unserer Sonne und ist etwa so groß wie der Planet Jupiter. Aufgrund seiner geringen Leuchtkraft – nur etwa 0,5 Promille der Leuchtkraft der Sonne – liegt die lebensfreundliche Zone sehr nah am Stern. Die drei Planeten ziehen ihre Bahnen zwischen 1,5 und 3 Millionen Kilometer von dem Zwergstern entfernt, also in ein bis zwei Hundertstel des Abstands der Erde von der Sonne. Die Messungen von de Witt und seinen Kollegen sind ein erster Schritt auf dem Weg zu einer Antwort auf die Frage, ob es sich bei den Planeten um lebensfreundliche Welten handeln könnte.