Forschende des Max-Planck-Instituts für Astronomie haben mithilfe des James-Webb-Teleskops einen neuen Exoplaneten aus Gas entdeckt. Er ähnelt dem Jupiter.
Nicht nur um unsere Sonne kreisen Planeten. In Heidelberg am Max-Planck-Institut für Astronomie haben sich Forschende darauf spezialisiert, sogenannte Exoplaneten, die um fremde Sterne kreisen, zu finden und zu beobachten. Dafür nutzen sie auch das James-Webb-Teleskop. Nun ist den Heidelbergern gemeinsam mit Kollegen aus den USA und Indien ein besonderes Planeten-Exemplar ins Netz gegangen.
Die neue Entdeckung gelang beim Blick auf den Stern "Epsilon Indi A". Dass er mit knapp zwölf Lichtjahren Entfernung nicht allzu weit von uns entfernt ist, hat bereits die Macher von Star Trek dazu animiert, sich mit der Kraft ihrer Fantasie Planeten in der Umlaufbahn des Sterns auszudenken. Doch Fantasie ist künftig nicht mehr nötig – mit dem James-Webb-Weltraumteleskop fand man nun tatsächlich einen Exoplaneten an "Epsilon Indi A". Es ist ein Planet mit überraschenden Eigenheiten.
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Erster Planetenfund des James-Webb-Teleskops
Das James-Webb-Teleskop ist ein außergewöhnlich leistungsfähiges Instrument für die Suche nach neuen Exoplaneten. Trotzdem hatte es nach seiner Inbetriebnahme im Sommer 2022 zunächst nur diejenigen Exoplaneten in den Blick genommen, die bereits bekannt waren. Doch dann gelang es dem James-Webb-Teleskop zum ersten Mal, das Licht eines Exoplaneten aufzufangen, den kein Mensch zuvor je gesehen hatte – von dem man aber aus gutem Grund annahm, dass es ihn geben muss.
Einen Exoplaneten vermuteten Fachleute, weil der Stern, um den der Exoplanet kreist, etwas wackelt. Denn: Nicht nur Sterne zerren mit ihrer Anziehungskraft an Planeten und zwingen sie so auf ihre Umlaufbahnen. Auch die Planeten zerren ein wenig an ihrem Stern. Daher wackeln Sterne auch ein wenig. Aus dem Wackeln von "Epsilon Indi A" hatten die Forschenden bereits berechnet, wo der Planet zu finden sein sollte und wie groß und schwer er sein würde.
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Gefundener Exoplanet ähnelt Jupiter
Als nun das James-Webb-Teleskop in Richtung von "Epsilon Indi A" schaute, fand es tatsächlich einen Gasplaneten. Insoweit passte der Fund zu den Erwartungen. Doch das Fundstück war mit sechsfacher Jupitermasse schwerer als gedacht. Dazu war die berechnete Umlaufbahn sehr viel näher am Stern. Auf seiner tatsächlichen Umlaufbahn braucht der Gasriese tatsächlich etwa 200 Jahre, um "Epsilon Indi A" ein einziges Mal zu umrunden.
Der neue Exoplanet wurde "Epsilon Indi Ab" getauft. Seine Besonderheit: Die mittlere Temperatur seiner Oberfläche beträgt nur Null Grad Celsius. Der Grund dafür ist der große Abstand, in dem er seinen Stern umkreist. Mit seiner niedrigen Temperatur und seiner weit im All verlaufenden Umlaufbahn ist er Jupiter ähnlicher als alle anderen bislang gefundenen Exo-Gasplaneten.
Andere Exoplaneten aus Gas sind häufig auffälliger
Andere Exoplaneten aus Gas rasen in der Regel in nächster Nähe um ihre Sterne. Ihre Atmosphären sind durch diese Nähe zum Zentralgestirn häufig auf über 1000 Grad Celsius aufgeheizt. Durch ihre intensive Wärmestrahlung emittieren sie mehr langwellige Strahlung. So sind die Planeten entsprechend leicht von Infrarot-Teleskopen wie dem James-Webb-Teleskop zu entdecken.
Außerdem rasen die Gasriesen sehr schnell um ihren Stern, sodass sie ihn alle paar Tage umkreisen. Dabei verdecken sie den Stern ein wenig und verdunkeln ihn etwas. Das fällt auf Teleskopaufnahmen auf und erleichtert die Suche nach Exoplaneten.
Entstehung solcher Gasriesen immer noch ungeklärt
Vergleichsweise schwierig war es deshalb, "Epsilon Indi Ab" zu entdecken, der seinen Stern nur alle 200 Jahre umkreist und nur schwache Wärmestrahlung ins All schickt. Dazu stellte sich heraus, dass dieser Exoplanet bei kürzeren Wellenlängen überraschend schwach leuchtet. Möglicherweise absorbieren Methan, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid in der Atmosphäre von "Epsilon Indi Ab" einen Teil der kurzwelligen Wärmestrahlung.
"Epsilon Indi Ab" ist der erste teleskopische Nachweis eines kühlen Exoplaneten, der seinen Stern in weitem Bogen umkreist. Doch selbst das James-Webb-Teleskop kann ihn nur als einzelnes Pünktchen abbilden. Noch ist kein Teleskop in der Lage, Details der Oberflächen von Exoplaneten aufzulösen.
Das Team von Forschenden aus Heidelberg, den USA und Indien will "Epsilon Indi Ab" nun weiter beobachten und möglichst noch weitere kühle Gasplaneten finden. Der Vergleich mehrerer dieser Riesen an fremden Sternen könnte helfen zu erklären, wie solche Planeten überhaupt entstehen.
