Der Blick richtet sich auf das System des roten Zwergsterns Gliese 1132 im Sternbild Segel. Es liegt nur rund 41 Lichtjahre von der Sonne entfernt und damit in unserer kosmischen Nachbarschaft. Bereits vor einigen Jahren haben Astronomen dort den Planeten GJ 1132b entdeckt. Den Daten zufolge handelt es sich um einen Gesteinsplaneten mit dem 1,4-fachen Radius der Erde. Durch die Nähe zu seinem Mutterstern ist er allerdings etwa so heiß wie die Venus. Besondere Aufmerksamkeit erregte der Himmelskörper, da Astronomen im Jahr 2017 nachweisen konnten, dass GJ 1132b eine Atmosphäre besitzt, deren Transparenz sich bei der Passage des Planeten vor dem Stern abzeichnet.
Einblicke in die Atmosphäre
An diese Untersuchungsergebnisse schließt sich die aktuelle Studie des internationalen Astronomenteams nun an. Sie basiert auf Daten des Hubble-Weltraumteleskops, die wiederum auf der Transit-Spektroskopie-Methode beruhen. Dabei wird das Spektrum des Lichts analysiert, das durch die Hülle des Exoplaneten schimmert, wenn er vor seinem Zentralstern vorbeizieht. Die Merkmale können dann Hinweise auf bestimmte Substanzen in der Atmosphäre liefern. Wie die Forscher berichten, geht aus ihren Ergebnissen und Modellierungen nun hervor: Die Atmosphäre von GJ 1132b besteht aus molekularem Wasserstoff, Cyanwasserstoff und Methan. Zudem enthält sie einen Aerosoldunst. Die Modellierungen legen nahe, dass dieser Schleier auf photochemisch erzeugten Kohlenwasserstoffen basiert, ähnlich wie der Smog auf der Erde.
Wie die Wissenschaftler erklären, weisen die Merkmale der Gashülle darauf hin, dass es sich um eine sekundäre Atmosphäre handelt. Sie vermuten demnach, dass GJ 1132b zunächst ein “Sub-Neptun” war – ein Planet mit einer dicken Wasserstoffatmosphäre, der einen mehrfachen Durchmesser der Erde besessen hat. Aufgrund der intensiven Strahlung des nahen Muttersterns hat er dann allerdings seine ursprüngliche Wasserstoff- und Heliumatmosphäre verloren. So blieb sein heißer Gesteinskern von etwa der Größe der Erde übrig.
Hinweise auf eine Neubildung
Den heutigen Wasserstoff in der Atmosphäre von GJ 1132b interpretieren die Wissenschaftler als ein indirektes Überbleibsel aus der ursprünglichen Atmosphäre: Das Gas wurde demnach einst in dem geschmolzenen Magmamantel des Planeten gebunden und anschließend langsam durch vulkanische Prozesse wieder freigesetzt. Daraus bildete sich dann der Großteil der heutigen Atmosphäre. Sie bleibt wahrscheinlich erhalten, da der ins All entweichende Wasserstoff ständig durch den Vulkanismus nachgeliefert wird, vermuten die Wissenschaftler.
“Es wurde zunächst angenommen, dass stark bestrahlte Planeten ziemlich langweilig sind, weil man glaubte, dass sie ihre Atmosphären verloren haben“, sagt Co-Autorin Raissa Estrela vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena. Doch nun wird immer deutlicher, dass das nicht unbedingt der Fall ist. Ihr Kollege Mark Swain sagt dazu: “Möglicherweise waren viele Planeten nicht von Beginn an erdähnlich. Einige könnten zunächst Sub-Neptune gewesen sein, die durch den Verlust ihrer ursprünglichen Atmosphäre zu erdähnlichen Planeten wurden. Manche konnten dann ihre Atmosphäre vielleicht regenerieren und behalten”, so der Hauptautor der Studie.
