Im Kosmos wimmelt es von fernen Welten, hat die astronomische Forschung in den letzten Jahrzehnten verdeutlicht. Mittlerweile richtet sich die Aufmerksamkeit deshalb immer mehr auf die besonderen Exemplare unter den Exoplaneten. Aktuell stand nun erneut der Exoplanet mit der Bezeichnung WASP-107 b im Fokus, der etwa 200 Lichtjahre von uns entfernt einen sonnenähnlichen Stern umkreist. Das Besondere ist: Er hat eine ähnliche Masse wie unser Neptun, doch seine Ausmaße entsprechen eher denen des viel größeren Jupiter. Folglich besitzt WASP-107 b eine ungewöhnlich geringe Dichte. Zurückzuführen ist dies wiederum auf eine weit ins All reichende Atmosphäre, die dem Himmelskörper den Spitznamen „Zuckerwatte-Planet“ eingebracht hat.
Aufschlussreicher Schimmer
Durch dieses Merkmal rückte WASP-107 b ins Visier der Exoplaneten-Atmosphären-Forschung. Dabei kommt die Technik der sogenannten Transmissionsspektroskopie zum Einsatz: Anhand bestimmter Auswirkungen der Gashülle auf das durchscheinende Sternenlicht sind Rückschlüsse auf ihre Bestandteile möglich. Im Fall von WASP-107 hat das James-Webb-Weltraumteleskop schon zuvor interessante Daten geliefert. Aus den spektralen Signaturen ging unter anderem hervor, dass Siliziumdioxid – also Sandpartikel – in der Atmosphäre existieren. Überraschenderweise konnte allerdings bisher kein Methan nachgewiesen werden, das eigentlich reichlich in der Gashülle zu erwarten gewesen wäre. Zudem sind bisher die Hintergründe der stark aufgeblähten Atmosphäre unklar geblieben. Denn dieses Merkmal schien bisher nicht zu den anderen Eigenschaften des Planeten zu passen.
Um Licht auf die bisherigen Rätsel zu werfen, haben zwei unabhängige Forschungsteams den Planeten nun ein weiteres Mal ins Visier genommen. Sie nutzen dazu neue Daten von verschiedenen Instrumenten des Webb-Weltraumteleskops. Die Arbeiten beider Gruppen deckten dadurch ein besonders breites Spektrum des von der Gashülle in Teilen absorbierten Lichts ab. Wie die Forschenden erklären, ermöglichten es die Ergebnisse dabei auch, bestimmte Substanzen in der Atmosphäre nicht nur nachzuweisen, sondern ihre Häufigkeit zu bestimmen. Dies glückte beiden Teams im Fall von Wasserdampf, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Ammoniak – und nun auch beim Methan. Die Ergebnisse verdeutlichten dabei, dass dieses Gas nur in überraschend geringer Konzentration in der Atmosphäre von WASP-107 b vorkommt: Es handelt sich demnach nur um etwa ein Tausendstel dessen, was eigentlich auf der Grundlage der bisher vermuteten Merkmale des Planeten zu erwarten gewesen wäre.
Methan-Mangel verweist auf tiefe Hitze
Den Forschenden zufolge ergibt sich daraus ein plausibles Bild: „Es handelt sich um einen Beleg dafür, dass sich heißes Gas aus der Tiefe des Planeten kräftig mit den kühleren Schichten weiter oben vermischt“, sagt der Erst-Autor einer der beiden Studien, David Sing von der Johns Hopkins University in Baltimore. Denn die neuen Methanmessungen deuten darauf hin, dass sich das Molekül in andere Verbindungen umwandelt, wenn es aus dem Inneren des Planeten nach oben strömt und mit einer Mischung aus anderen Substanzen in der oberen Atmosphäre mit dem Sternenlicht interagiert, sagen die Wissenschaftler. „Methan ist bei hohen Temperaturen instabil. Die Tatsache, dass wir so wenig entdeckt haben, obwohl wir andere kohlenstoffhaltige Moleküle nachgewiesen haben, sagt uns, dass das Innere des Planeten deutlich heißer sein muss als wir dachten“, erklärt Sing.
