Zum ersten Mal haben zwei Astronomenteams Wasserdampf um einen kleinen Planeten entdeckt, der die bewohnbare Zone eines fernen Sterns umkreist. Sie fanden sogar Spuren von Regen in den angrenzenden Wolken. Dies bestätigte die früheren Vermutungen der Astronomen, dass Wasser, das als wesentlicher Bestandteil des Lebens angesehen wird, auch in der Atmosphäre kleiner Exoplaneten vorkommt.

Der Astronom Nikku Madhusudhan vom Astronomischen Institut der Universität Cambridge sagt:

„Es ist sehr aufregend. Mit einer solchen Entdeckung würde noch vor kurzem niemand rechnen. “

Wasserdampf wurde früher in der heißen Gasatmosphäre von riesigen Exoplaneten gefunden, aber seine Entdeckung um kleinere Exoplaneten war eine Herausforderung. Astronomen untersuchen die Atmosphäre, indem sie das Licht analysieren, das vom Wirtsstern kommt, wenn sich der Exoplanet davor befindet oder daran vorbeikommt. Wenn der Planet eine Atmosphäre hat, werden bestimmte Wellenlängen des Lichts von atmosphärischen Atomen oder Molekülen absorbiert, wobei charakteristische Linien im Sternspektrum verbleiben. Diese Technik funktioniert am besten auf großen Planeten mit einer großen Atmosphäre, die dann durch eine größere Menge von Sternenlicht geleitet wird. Trotzdem sind nur wenige Teleskope wie das Hubble-Weltraumteleskop empfindlich genug, um schwache Linien zu erkennen. Astronomen verwendeten das Hubble-Weltraumteleskop, um mehrere kleinere Exoplaneten von der Größe von Neptun und Erde zu experimentieren und zu beobachten, die nicht das gewünschte Ergebnis erzielten.

Planet K2-18b

Stellen Sie sich den Planeten K2-18b vor. Dieser nahegelegene Planet, der einen roten Zwerg um 110 Lichtjahre von der Erde umkreist, wurde als Hauptkandidat für die Suche nach flüssigem Wasser angesehen. Obwohl sein Stern viel kühler als die Sonne ist, bedeutet seine kurze Umlaufbahn von nur 33 Tagen, dass er fast die gleiche Wärmemenge wie die Erde von der Sonne erhält. Das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche des Planeten könnte stabil sein, und sein Standort befindet sich daher in der bewohnbaren Zone seines Sterns. Ein Team von Astronomen aus den USA und Kanada durfte den K2-18b mehrere Jahre lang mit dem Hubble-Teleskop untersuchen. Wissenschaftler haben Daten von acht Umlaufbahnen des Planeten vor seinem Stern gesammelt.

„Es muss bestätigt werden, aber unsere Aufzeichnungen zeigen auch Spuren von Wasserdampf in den Wolken“, sagt Teamleiter Björn Benneke von der Universität von Montreal, Kanada. Das Team, das seine Ergebnisse gestern auf arXiv veröffentlicht und auch an The Astronomical Journal weitergeleitet hat, hat auch Daten von den Spitzer- und Kepler-Weltraumteleskopen der NASA abgerufen und diese im Klimamodell K2-18b verwendet. Die wahrscheinlichste Interpretation des Modells ist, dass der Planet Wolken aus kondensiertem flüssigem Wasser hat.

"Es gibt tatsächlich Regen auf diesem Planeten wie auf der Erde", sagt Benneke. "Wenn Sie in einem Heißluftballon fliegen und ein Atemgerät zur Verfügung hätten, wären Sie wahrscheinlich nicht verletzt."

K2-18b - Neptun skalieren

Dies bedeutet jedoch nicht, dass K2-18b genau wie die Erde eine Oberfläche mit Land und Ozeanen hat. K2-18b hat ungefähr den doppelten Durchmesser und das achtfache Volumen unseres Planeten. Laut Benneke handelt es sich eher um einen verkleinerten Neptun mit einer dicken undurchsichtigen Hülle, hinter der sich wahrscheinlich ein felsiger oder eisiger Kern verbirgt. "Es ist nicht die andere Erde", sagt Angelos Tsiaras, Teamleiter am University College London (UCL), der heute seine eigene Analyse öffentlich verfügbarer Hubble-Teleskopdaten in Nature Astronomy veröffentlicht hat. Beide Teams sind sich über das Vorhandensein von Wasserdampf und möglichen Wolken einig. "Wolken sollen da sein", sagt Giovanna Tinetti vom UCL-Team.

Benneke gibt an, dass auf K2-18b Es kann einen Wasserkreislauf geben, bei dem auch ohne die „Erdoberfläche“ Regen aus der Atmosphäre fällt.Verdampfung in einer dichten und heißen unteren Gasschicht, um sich zu heben und in den Wolken wieder zu kondensieren.

Das Ergebnis ermutigt Astronomen, weiter zu erforschen. Madhusudhan sagt, dass eine weitere Handvoll kleiner wasserhaltiger Exoplaneten in Reichweite des Hubble-Teleskops sein könnte. In größeren Entfernungen müssen die Wissenschaftler auf den Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops warten, das James Webb-Weltraumteleskop (JWST), das in 2021 gestartet wird. "JWST wird großartig sein", sagt Madhusudhan, und mit seiner Hilfe werden die "Wolken" solcher Planeten entdeckt.