James Webb erforscht Supererde mit Lava-Ozeanen

Das James-Webb-Teleskop hat bereits demonstriert, wie detailgetreu seine Aufnahmen sein können, als es ein Testbild einer Großen Magellanschen Wolke aufnahm. Nun hat die NASA verkündet, welche 2 beeindruckenden Ziele mit dem Teleskop näher erforscht werden sollen.

Eines davon ist die Supererde 55 Cancri e, welche etwa 40 Lichtjahre von uns entfernt ist. Sie umkreist einen sonnenähnlichen Stern, der weniger als 2,5 Millionen Kilometer von ihr entfernt ist. Aufgrund dieser relativ kurzen Distanz (Erde - Sonne: 149,6 Millionen Kilometer) ist es dort sehr heiß. "Da die Oberflächentemperaturen weit über dem Schmelzpunkt typischer gesteinsbildender Mineralien liegen, geht man davon aus, dass die Tagseite des Planeten von Lavaozeanen bedeckt ist", heißt es in der Aussendung der US-Raumfahrtbehörde.

Ungewöhnliches Wärmevorkommen

Bei Planeten mit einer solchen Sternnähe, wird eigentlich angenommen, dass eine Seite immer dem Stern zugewandt ist bzw. eine gebundene Rotation besteht. Die heißeste Stelle sollte also jene sein, die dem Stern am direktesten zugewandt ist. Die Wärmemenge von der Tagesseite sollte sich im Laufe der Zeit kaum ändern. Allerdings zeigen Beobachtungen des NASA-Weltraumteleskops Spitzer, dass dies nicht der Fall ist.

Die NASA hat 2 mögliche Erklärungen für dieses Phänomen. Auf 55 Cancri e könnte eine dichte Atmosphäre herrschen, die von Sauerstoff oder Stickstoff dominiert wird, welche die Wärmebewegt. Mithilfe des Webb-Teleskops und seiner Nahinfrarotkamera (NIRCam) und dem Mittelinfrarotinstrument (MIRI) soll nun das thermische Emissionsspektrum erfasst werden, um zu bestimmen, woraus die Atmosphäre besteht.

Andererseits könnte es sein, dass es sich um keine gebundene Rotation handelt und der Planet einen Tag-Nacht-Zyklus hat. "Genau wie auf der Erde würde es Zeit brauchen, bis sich die Oberfläche aufheizt. Die heißeste Zeit des Tages wäre am Nachmittag und nicht gleich um die Mittagszeit", erklärt Alexis Brandeker, Forscher der Universität Stockholm. Ist das der Fall, würde sich die Oberfläche tagsüber aufheizen, schmelzen und sogar verdampfen und eine Atmosphäre bilden, welche das James-Webb-Teleskop erkennen könnte. Abends würde der Dampf abkühlen, kondensieren und in weiterer Folge Lavatropfen bilden, die auf die Oberfläche regnen und sich bei Einbruch der Nacht verfestigen.

Supererde ohne Atmosphäre?

Ein weiteres Ziel des Teleskops ist der extrasolare Planet LHS 3844 b. Er ist 48 Lichtjahre von der Erde entfernt und umkreist einen roten Zwergstern. Beobachtungen des Spitzer-Teleskops zufolge hat er "keine substantielle Atmosphäre".

Aufgrund dessen ist es möglich die Oberfläche mittels Spektroskopie zu untersuchen. Somit könnte das Vorkommen verschiedener Gesteinszusammensetzungen wie Granit oder Basalt und eventuell vulkanisches Gas nachgewiesen werden.

"Sie werden uns fantastische neue Perspektiven auf erdähnliche Planeten im Allgemeinen geben und uns helfen zu lernen, wie die frühe Erde ausgesehen haben könnte, als sie so heiß war wie diese Planeten heute", wird Forscherin Laura Kreidberg des Max-Planck-Instituts zitiert. Sie wird zusammen mit ihrem Team das thermische Emissionsspektrum der Tagseite von LHS 3844 aufnehmen und dessen Zusammensetzung bestimmen.