Astronomen weisen erstmals Helium auf fernem Planeten nach

| Autor / Redakteur: Till Mundzeck, dpa / Julia Schmidt

Der Exoplaneten mit der Katalognummer WASP-107b ist rund 200 Lichtjahre entfernt und umkreist eine Sonne im Sternbild Jungfrau.
Der Exoplaneten mit der Katalognummer WASP-107b ist rund 200 Lichtjahre entfernt und umkreist eine Sonne im Sternbild Jungfrau. (Bild: Clipdealer)

Welche Planeten fremder Sonnensysteme haben Hüllen aus Wasserstoff und Helium? Wie lange vermögen Planeten ihre Atmosphäre zu halten? Fragen wie diesen wollen Forscher mit einer neuen Methode nachgehen. Einen ersten Fund haben sie bereits gemacht.

Astronomen haben erstmals das Edelgas Helium in der Atmosphäre eines Planeten in einem anderen Sonnensystem nachgewiesen. Den Exoplaneten umgibt demnach eine Heliumwolke, die Zehntausende Kilometer ins All hinausreicht. Das Team um Jessica Spake von der Universität Exeter (Großbritannien) stellt seine Messungen im Fachblatt „Nature“ vor.

Helium ist nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum. Die Gasriesen Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem bestehen zu wesentlichen Anteilen aus Helium. Astronomen haben das Edelgas auch in den Atmosphären gasförmiger Exoplaneten vermutet. Bisher habe es sich dort aber nicht nachweisen lassen, hieß es von der Universität.

WASP-107b im Sternbild der Jungfrau

Das Team um Spake nahm nun den rund 200 Lichtjahre entfernten Exoplaneten mit der Katalognummer WASP-107b ins Visier, der eine Sonne im Sternbild Jungfrau umkreist. Der im vergangenen Jahr entdeckte Planet ist fast so groß wie der größte Planet in unserem System, Jupiter, besitzt aber nur etwa ein Achtel der Masse. Er umrundet seinen Stern sehr dicht alle 5,7 Tage und zieht dabei – von der Erde aus gesehen – regelmäßig vor seinem Stern vorbei. Während eines solchen Transits wird seine Gashülle von hinten durchleuchtet.

Chemische Elemente in der Gashülle schlucken das Sternenlicht bei charakteristischen Wellenlängen und hinterlassen so ihren „Fingerabdruck“ in der Strahlung des Sterns. Auf der Suche nach Helium in der äußeren Gashülle des Planeten untersuchten die Forscher den infraroten Teil des Sternenlichts auf charakteristische Spektrallinien statt des ultravioletten Teils, der bei solchen Untersuchungen normalerweise analysiert wird. Damit ist es ihnen nun erstmals gelungen, ein Heliumsignal nachzuweisen.

So kann die Atmosphäre erdgroßer Planeten in fernen Regionen analysiert werden

Im Fall von WASP-107b ist das Heliumsignal sogar besonders ausgeprägt, was auf eine weite Verbreitung des Edelgases hindeutet. „Das von uns entdeckte Helium reicht weit hinaus in den Weltraum als eine schwache Wolke, die den Planeten umgibt“, erklärt Ko-Autor Tom Evans von der Universität Exeter. Die Forscher gehen davon aus, dass die Atmosphäre wegen der geringen Schwerkraft des Planeten langsam ins All abfließt und er so in einer Milliarde Jahren 0,1 bis 4 Prozent seiner Gesamtmasse verliert.

Mit ihrer Technik werden sich auch die Atmosphären erdgroßer Exoplaneten in fernen Regionen der Milchstraße analysieren lassen können, meinen die Astronomen. „Wir hoffen, diese Technik mit dem künftigen James-Webb-Weltraumteleskop nutzen zu können, um beispielsweise zu erkunden, welche Arten von Planeten große Hüllen aus Wasserstoff und Helium besitzen, und wie lange Planeten ihre Atmosphäre halten können“, erläuterte Spake. „Durch die Messung von Infrarotlicht können wir weiter in den Weltraum hinausspähen als wenn wir ultraviolettes Licht benutzen.“

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