Dank des
James Webb (JWST)-Weltraumteleskops hat ein internationales Wissenschaftlerteam der Universitäten Montreal, Chicago und des CNRS Terre et Univers soeben in
The Astrophysical Journal die ersten Beobachtungseinschränkungen zum Vorhandensein einer Atmosphäre um den Planeten TRAPPIST-1d veröffentlicht. Es handelt sich um die erste Studie dieser Art, die an einem temperierten Planeten im berühmten TRAPPIST-1-System durchgeführt wurde.
Das 2017 entdeckte TRAPPIST-1-System, das 40 Lichtjahre entfernt liegt, besteht aus mindestens sieben Gesteinsplaneten von vergleichbarer Größe wie die Erde, die einen kleinen Stern vom Typ "Roter Zwerg" umkreisen. Von diesen sieben Planeten erhalten vier eine Energiemenge, die es ihnen theoretisch ermöglicht, flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche zu beherbergen – ein Schlüsselkriterium bei der Suche nach Leben anderswo im Universum!
Künstlerische Darstellung von TRAPPIST-1 d, der vor seinem turbulenten Stern vorbeizieht, wobei andere Mitglieder des eng gepackten Systems im Hintergrund zu sehen sind.
© NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted Seit seinem Start hat das JWST damit begonnen, die Planeten dieses Systems zu beobachten, um mögliche Atmosphären zu entdecken. Die ersten Beobachtungen konzentrierten sich auf die dem Stern am nächsten gelegenen Planeten TRAPPIST-1b und c. Sie ermöglichten die Messung ihrer Temperatur und schlossen das Vorhandensein bestimmter dichter Atmosphären ähnlich der von Venus und Erde aus.
In dieser neuen Studie nutzten die Wissenschaftler erstmals das NIRSpec-Instrument des JWST, um die Transitspektren von TRAPPIST-1d zu beobachten. Es ist der dritte Planet vom Stern aus und erhält die der Erde ähnlichste Sonneneinstrahlung. Das Ziel war die Detektion der spektralen Signaturen einer möglichen Atmosphäre.
Diese Arbeit wurde durch die Aktivität des Sterns TRAPPIST-1 besonders erschwert. Wie viele Rote Zwerge unterliegt der Stern Helligkeitsschwankungen (die unter anderem auf das Vorhandensein von Flecken zurückzuführen sind), die das beobachtete Signal "kontaminieren" und somit die Identifizierung des echten Beitrags des Planeten erschweren können.
Die durchgeführten Beobachtungen zeigten keine klaren Signaturen von Molekülen, die für eine dichte Atmosphäre (Erdatmosphäre) charakteristisch sind, wie Wasserdampf, Kohlendioxid oder Methan. Diese Abwesenheit von Signalen deutet darauf hin, dass TRAPPIST-1d entweder keine Atmosphäre besitzt oder von einer extrem dünnen Atmosphäre (ähnlich wie der Mars) umhüllt ist oder von dicken Wolken in großer Höhe wie auf der Venus bedeckt ist.
Dieses Ergebnis markiert einen wichtigen Meilenstein: Es ist das erste Mal, dass das JWST einen temperierten und felsigen Planeten außerhalb des Sonnensystems so detailliert untersuchen kann. Neue Beobachtungen für die weiter entfernten Planeten von TRAPPIST-1 werden derzeit analysiert. Aufgrund ihrer größeren Entfernung vom Zentralstern und ihrer höheren Schwerkraft könnten sie ihre Atmosphäre besser bewahrt haben.
Diese Forschungen sind Teil des Ziels, die für die Entstehung bewohnbarer Welten notwendigen Bedingungen besser zu verstehen und unser Bild von der Vielfalt der felsigen Exoplaneten im Universum zu verfeinern.
Quelle: CNRS INSU