Das Weltraumteleskop James Webb hat gerade Geschichte geschrieben, indem es seinen ersten Exoplaneten entdeckt hat.
TWA 7b, so der Name dieses Exoplaneten, zeichnet sich durch seine besonders geringe Masse aus, die nur dem 0,3-fachen der Masse von Jupiter entspricht. Der 111 Lichtjahre von der Erde entfernte Planet umkreist einen jungen Stern namens CE Antilae. Dieser, nur wenige Millionen Jahre alt, bietet ein seltenes Schauspiel mit seiner von der Erde aus gesehenen Staubscheibe.
Bild der Scheibe um den Stern TWA 7, aufgenommen mit dem SPHERE-Instrument des Very Large Telescope der ESO. Das mit dem MIRI-Instrument des JWST aufgenommene Bild ist überlagert. Der leere Bereich um TWA 7 B im Ring R2 ist deutlich sichtbar.
Bildnachweis: A.-M. Lagrange et al.
Die Entdeckung von TWA 7b wurde durch die Empfindlichkeit des JWST gegenüber Infrarotstrahlung ermöglicht, die von jungen Planeten mit geringer Masse abgegeben wird. Das mit einem Koronographen ausgestattete MIRI-Instrument konnte das schwache Leuchten des Planeten trotz des intensiven Lichts seines Wirtssterns erkennen. Diese Technik ebnet den Weg zur Identifizierung weiterer ähnlicher Welten.
Die Beobachtungen des JWST zeigten, dass die Scheibe von CE Antilae in drei verschiedene Ringe unterteilt ist. Die Anwesenheit von TWA 7b erklärt die Bildung eines schmalen Rings und leerer Zonen in dieser Scheibe. Diese durch die Schwerkraft des Planeten geformten Strukturen bestätigen die von Astronomen durchgeführten Simulationen.
Diese Entdeckung unterstreicht die Bedeutung des JWST bei der Erforschung von Exoplaneten. Seine Fähigkeit, Planeten mit geringer Masse wie TWA 7b direkt abzubilden, stellt einen bedeutenden Fortschritt dar. Astronomen erwarten bereits zukünftige Entdeckungen mit der Aussicht, noch leichtere und weiter entfernte Welten zu untersuchen.
Bild a: Kombinierte Ansicht der Staubscheibe um den Stern mit Daten von SPHERE und JWST. Die dichten Bereiche sind sichtbar, das Zentrum ist abgedeckt.
Bild b: Simulation, die zeigt, wie ein Planet durch seine Schwerkraft die Scheibe um ihn herum formt. Wie detektiert das JWST Exoplaneten?
Das James-Webb-Weltraumteleskop nutzt hauptsächlich sein MIRI-Instrument, um Exoplaneten zu entdecken. Dieses Instrument ist empfindlich gegenüber Infrarotstrahlung, wodurch es die von jungen Planeten abgegebene Wärme erfassen kann.
Ein integrierter Koronograph blockiert das intensive Licht der Wirtssterne und enthüllt so die Anwesenheit von Planeten, die sie umkreisen. Diese Technik ist besonders effektiv für Planeten mit geringer Masse wie TWA 7b.
Die direkte Detektion von Exoplaneten stellt eine große technische Herausforderung dar. Das JWST überwindet diese Hindernisse mit seinen hochmodernen Instrumenten und bietet eine unübertroffene Präzision.
Warum sind Trümmerscheiben wichtig?
Trümmerscheiben wie die um CE Antilae sind Überreste der Planetenentstehung. Sie enthalten Staub und Gas, die nicht in Planeten eingebaut wurden.
Die Untersuchung dieser Scheiben ermöglicht es Astronomen, die Geschichte von Planetensystemen nachzuvollziehen. Die beobachteten Strukturen wie Ringe und leere Zonen deuten oft auf die Anwesenheit unsichtbarer Planeten hin.
Diese Scheiben sind auch natürliche Labore, um die Prozesse der Planetenentstehung zu untersuchen. Sie liefern wertvolle Hinweise darauf, wie Planeten mit ihrer Umgebung interagieren.
Schließlich hilft die Beobachtung von Trümmerscheiben um junge Sterne, die Vielfalt der Planetensysteme in unserer Galaxie zu verstehen.
Quelle: Nature