Der rund 850 Lichtjahre von der Erde entfernte Exoplanet WASP-121b ist in einer brenzligen Lage. Er umkreist seinen Stern in weniger als zwei Tagen – und diese Nähe hat einen Preis: Auf den Planeten wirken durch die Gravitation des Sterns so starke Gezeitenkräfte ein, dass er zur Form eines American Footballs verzerrt wurde. Das ist freilich nicht alles: Seine Atmosphäre ist 2.500 bis 3.000 Grad Celsius heiß.

Forscher interessierten sich auf Anhieb für den 2015 entdeckten extremen Gasplaneten: WASP-121b ist ein günstiges Studienobjekt, um mehr über "ultraheiße" Planeten und ihr ultimatives Schicksal zu erfahren. Zur Überraschung der Wissenschafter zeigte sich, dass der Planet eine komplexe Atmosphäre besitzt – das war angesichts der höllischen Bedingungen nicht erwartet worden.

Fehlendes Titan

Vergangenes Jahr konnte ein Forscherteam Spuren von Metallen in der Gashülle von WASP-121b nachweisen. Eine aktuelle Studie bestätigt diesen Befund – und ergänzt ihn um weitere Entdeckungen: Insgesamt sieben gasförmige Metalle konnte ein Team um Jens Hoeijmakers (Universitäten Bern und Genf) in der Atmosphäre des Planeten nachweisen. Die Studie ist im Fachblatt "Astronomy & Astrophysics" erschienen.

"Frühere Studien versuchten, die Beobachtungen um WASP-121b mit Theorien zu erklären, die mir nicht plausibel erschienen", sagte Hoeijmakers. Zunächst hatten Forscher Moleküle, die das relativ seltene Metall Vanadium enthalten, als Hauptursache für die komplexe Atmosphäre von WASP-121b vermutet. Hoeijmakers kam zum Schluss, dass dies jedoch nur möglich wäre, wenn das häufiger vorkommende Metall Titan in der Atmosphäre fehlen würde. Durch Beobachtungen mit dem HARPS-Spektrografen auf dem 3,6-Meter-Teleskop im chilenischen La Silla ging der Forscher mit seinen Kollegen der Frage auf den Grund.

Metalldampf in der Luft

Und siehe da: "Zu meiner Überraschung fanden wir in den Beobachtungen tatsächlich starke Signaturen von Vanadium – und gleichzeitig fehlte Titan." Die Wissenschafter machten aber noch weitere Entdeckungen. Sie fanden neben Vanadium sechs weitere Metalle in der Atmosphäre von WASP-121b, die bislang unentdeckt geblieben waren: Eisen, Chrom, Kalzium, Natrium, Magnesium und Nickel. "Sämtliche Metalle verdampften infolge der hohen Temperaturen und sorgen so dafür, dass die Luft auf dem Exoplaneten unter anderem aus verdampften Metallen besteht", erklärte Hoeijmakers.

Die Planetenforscher hoffen, dass sich mit größeren und empfindlicheren Teleskopen und Spektrografen künftig auch kleinere und kühlere Gesteinsplaneten auskundschaften lassen. Ihr Ziel: Signaturen von Wasser, Sauerstoff und Methan zu finden, die auf Leben hinweisen. "Nachdem wir jahrelang katalogisiert haben, was es da draußen gibt, nehmen wir nun nicht mehr nur Messungen vor, sondern wir beginnen wirklich zu verstehen, was die Daten der Instrumente uns zeigen", so der Forscher. "Mit den gleichen Techniken werden wir künftig in der Lage sein, nicht nur Signaturen von gasförmigem Eisen oder Vanadium zu detektieren, sondern uns auf Anzeichen für Leben fokussieren." (red, 12.10.2020)