Leben jenseits der Erde? Webb Space Telescope untersucht einen überraschenden eisigen Planeten in der Nähe.

Der gemäßigte Exoplanet LHS 1140 b könnte eine Welt sein, die vollständig mit Eis bedeckt ist (links) ähnlich wie der Jupitermond Europa oder könnte ein Eiswelt mit einem flüssigen substellaren Ozean und einer bewölkten Atmosphäre sein (Mitte). LHS 1140 b ist 1,7-mal so groß wie unser Planet Erde (rechts) und ist der vielversprechendste Exoplanet in der bewohnbaren Zone, der bisher in der Suche nach flüssigem Wasser jenseits des Sonnensystems gefunden wurde. Anerkennung: Benoit Gougeon, Université de Montréal

Forscher verwendeten Daten von mehreren Weltraumteleskopen, darunter das James Webb Space Telescope (JWST), um den Exoplaneten LHS 1140 b zu untersuchen, der sich 48 Lichtjahre entfernt im Sternbild Walfisch befindet. Dieser Exoplanet, der einen roten Zwergstern umkreist, liegt in der bewohnbaren Zone und zeigt Anzeichen dafür, möglicherweise eine stickstoffreiche Atmosphäre und eine wasserreiche Zusammensetzung zu haben, die einen flüssigen Wasserokanum einschließen könnte. Dies macht LHS 1140 b zu einem der vielversprechendsten Kandidaten für zukünftige Untersuchungen zur Bewohnbarkeit.

Wissenschaftler haben einen gemäßigten Exoplaneten als vielversprechenden Super-Erde-Eis- oder Wasserwelt identifiziert. Unter der Leitung der Université de Montréal gehört dem Forschungsteam ein Astronom der University of Michigan an.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Exoplanet in der bewohnbaren Zone, LHS 1140 b, wahrscheinlich kein Mini-Neptun, ein kleiner sogenannter Gasriese - große Planeten, die hauptsächlich aus Gas bestehen - mit einer dicken, wasserstoffreichen Atmosphäre ist. Der Planet, der sich etwa 48 Lichtjahre entfernt im Sternbild Walfisch befindet, erweist sich als einer der vielversprechendsten bekannten Exoplaneten in der bewohnbaren Zone und könnte eine Atmosphäre und sogar einen flüssigen Wasserozean beherbergen.

Daten des James Webb Space Telescope wurden im Dezember 2023 gesammelt und zusammen mit früheren Daten von anderen Weltraumteleskopen Spitzer, Hubble und TESS zusammengeführt, um dieses Ergebnis zu festigen, das in dieser Woche zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal Letters angenommen wurde.

„Dies ist das erste Mal, dass wir einen Hinweis auf eine Atmosphäre auf einem in der bewohnbaren Zone gelegenen steinigen oder eisreichen Exoplaneten gesehen haben. Das Aufspüren von Atmosphären auf kleinen, steinigen Welten ist ein Hauptziel des JWST, aber diese Signale sind viel schwieriger zu erkennen als für die Atmosphären von Riesenplaneten“, sagte Ryan MacDonald, NASA-Sagan-Stipendiat an der U-M-Abteilung für Astronomie, der maßgeblich an der Analyse der Atmosphäre von LHS 1140 b beteiligt war. „LHS 1140 b ist einer der besten kleinen Exoplaneten in der bewohnbaren Zone, der in der Lage ist, eine dicke Atmosphäre zu unterstützen, und wir haben möglicherweise gerade Hinweise auf Luft auf dieser Welt gefunden.“

Der im Jahr 2021 gestartete James Webb Space Telescope ist das nächste große Weltraumwissenschaftsobservatorium nach Hubble, das dazu konzipiert ist, herausragende Fragen über das Universum zu beantworten und bahnbrechende Entdeckungen in allen Bereichen der Astronomie zu machen. Dank seiner Infrarot-Fähigkeiten kann er die Atmosphären entfernter Planeten im Detail untersuchen und Elemente wie Wasserdampf, Methan und mögliche Biosignaturen identifizieren. Anerkennung: ESA/ATG medialab

LHS 1140 b, ein Exoplanet, der einen massearmen roten Zwergstern umkreist, der rund ein Fünftel so groß wie die Sonne ist, hat Wissenschaftler fasziniert, weil er einer der nächstgelegenen Exoplaneten zum Sonnensystem ist, der sich in der bewohnbaren Zone seines Sterns befindet. Exoplaneten, die in dieser „Goldlöckchen-Zone“ gefunden werden, haben Temperaturen, die es Wasser ermöglichen würden, in flüssiger Form auf ihnen vorhanden zu sein, ein entscheidendes Element für Leben, wie wir es auf der Erde kennen.

Eine der entscheidenden Fragen zu LHS 1140 b war, ob es sich um einen Mini-Neptun-Exoplaneten oder um eine Super-Erde handelt - einen steinigen oder wasserreichen Planeten, der größer als die Erde ist.

„Von allen derzeit bekannten gemäßigten Exoplaneten könnte LHS 1140 b unser bester Hoffnungsträger sein, um eines Tages indirekt flüssiges Wasser auf der Oberfläche einer fremden Welt außerhalb unseres Sonnensystems zu bestätigen“, sagte Charles Cadieux, Hauptautor der wissenschaftlichen Arbeit und Doktorand an der Université de Montréal. „Dies wäre ein wichtiger Meilenstein in der Suche nach potenziell bewohnbaren Exoplaneten.“

Die Analyse der Beobachtungen des Teams schloss den Mini-Neptun-Szenario eindeutig aus, wobei Hinweise darauf hindeuten, dass der Exoplanet LHS 1140 b eine Super-Erde ist, die möglicherweise sogar eine stickstoffreiche Atmosphäre wie die der Erde hat. Das Team warnt jedoch davor, dass zusätzliche Beobachtungen mit dem JWST notwendig sein werden, um die Signatur von Stickstoffgas zu bestätigen.

Schätzungen basierend auf allen gesammelten Daten enthüllen, dass LHS 1140 b weniger dicht ist, als für einen steinigen Planeten mit einer erdähnlichen Zusammensetzung erwartet wurde, was darauf hindeutet, dass 10 bis 20% seiner Masse aus Wasser bestehen könnten. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass LHS 1140 b ein vielversprechender Wasserkandidaten-Planet ist und wahrscheinlich einem Schneeball oder Eisplaneten ähnelt, mit einem potenziellen flüssigen Ozean am substellaren Punkt, oder dem Bereich der Planetenoberfläche, der aufgrund der synchronen Rotation des Planeten immer zum Systemstern zeigt (ähnlich wie der Mond der Erde).