James Webbs erstes Foto eines Exoplaneten

Das James Webb Teleskop (JWST) hat eine weitere Premiere gefeiert. Forscher*innen gelange es, mit verschiedenen Filtern eine Aufnahme des Planeten HIP 65426 b zu machen. Es ist das erste direkte Bild, das Webb von einem Exoplaneten machen konnte.

Die Webb-Instrumente NIRCam (Nahinfrarot) und MIRI (mittlerer Infrarotbereich) nahmen mehrere Fotos mit verschiedenen Filtern für unterschiedliche Wellenlängen auf. 4 von ihnen zeigt die NASA in der veröffentlichten Aufnahme. Sie wurden je nach Wellenlänge violett, blau, orange und rot eingefärbt:

Blender Stern

Dafür wurde mit einem sogenannten Koronografen das störende Licht des Zentralsterns ausgeblendet. Wenn wir auf der Erde die Sonne mit der Hand abschirmen, damit wir etwas erkennen können, ohne dass sie blendet, nutzen wir den gleichen Effekt.

Das reicht für so eine Beobachtung allerdings nicht aus. Wie Aarynn Carter, einer der Studien-Autoren, auf Twitter erklärt, wurde zudem ein Stern mit vergleichbarer Helligkeit beobachtet, um den kein Planet kreist. So konnte das Sternenlicht aus den Aufnahmen herausgerechnet werden.

Schwieriges "Direct Imaging" von Exoplaneten

Obwohl Wissenschaftler*innen immer neue Exoplaneten entdecken, ist es sehr schwierig, sie direkt zu fotografieren. In der Regel umkreisen Planeten einen Zentralstern, der deutlich heller und größer ist als sie selbst. Sind die Planeten noch relativ jung, sehr groß und möglichst weit von ihrem Stern entfernt, können aber Infrarotaufnahmen von ihnen gemacht werden.

So konnte 2017 der 385 Lichtjahre von der Erde entfernte Planet HIP 65426 b mit dem SPHERE-Instrument des European South Observatory (ESO) in Chile. Dafür wurde bereits die "Direct Imaging" Methode genutzt, bei der der Planet direkt fotografiert wird, indem man nach polarisiertem Licht sucht, dass der Planet reflektiert. Da er 100-Mal weiter von seinen Stern entfernt ist, als die Erde von der Sonne, gelang diese Aufnahme:

Überraschender Exoplanet

Bekannt ist bisher, dass der Exoplanet erst um die 14 Millionen Jahre alt und zwischen 1.000 und 1.400 Grad Celsius heiß ist. Er hat zwischen dem 6- und 12-fachen der Jupitermasse und dreht sich überraschend schnell, teilte das ESO-Team damals mit. 

Die Entdeckung stellt Forscher*innen vor ein großes Rätsel. Um solche jungen Sterne befindet sich normalerweise eine Trümmerscheibe. Daraus formen sie sich. Diese fehlt bei HIP 65426 b, weshalb völlig unklar war, wie der Planet überhaupt entstanden ist.

Rätsel über Entstehungsgeschichte

Der Planet soll eine sehr staubige Atmosphäre mit dichten Wolken haben. Eine Vermutung lautet, dass er sich in einer Scheibe aus Staub und Gas gebildet hat und sich durch den Einfluss anderer Planeten so weit von seinem Zentralstern entfernt hat.

Eine andere Theorie lautet, dass er ursprünglich Teil eines binären Systems war. Der jetzige Zentralstern könnten dann so schnell viel Material absorbiert haben, dass für den zweiten Stern nichts mehr übrig blieb und er sich zu einem Planeten entwickelte. 

Neue Beobachtungsmöglichkeiten mit Webb

Doch was bringt den Forscher*innen die Beobachtung mit JWST? Die gesammelten Daten zeigen laut Carter, dass das neue Teleskop in der Lage ist, Planeten mit geringerer Masse als Jupiter direkt zu beobachten. Das war vorher nicht möglich und deshalb wurden zumeist Super-Jupiter gefunden. Nun könnte das Teleskop auch Planeten von der Größe eines Uranus oder Neptun aufnehmen. Das zugehörige Paper (PDF bei arxiv.org) muss aber noch unabhängig geprüft werden.

Welche Neuigkeiten die Beobachtung über HIP 65426 b enthalten, bringen die Forscher*innen aktuell noch zu Papier. Gleichzeitig wird der Exoplanet übrigens bald einen neuen Namen bekommen. Er ist Teil des NameExoWorlds-Programm für 2022. Hier können jährlich Namensvorschläge für eine Auswahl von Exoplaneten eingereicht werden.