Forschenden ist erstmals der Nachweis unterschiedlicher Kohlenstoffisotope in der Gashülle eines Exoplaneten gelungen. Wie das Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg am Mittwoch mitteilte, stießen sie dabei auf einen ungewöhnlich hohen Anteil des Isotops Kohlenstoff-13 (13C) in der Atmosphäre eines rund 300 Lichtjahre entfernten Gasplaneten im Sternbild Fliege. 13C ist eine etwas schwerere Variante als der auf der Erde übliche Kohlenstoff – 12C –, wo er nur 1,1 Prozent des natürlich vorkommenden Kohlenstoffs stellt.

Expertinnen und Experten schrieben in der Fachzeitschrift "Nature" über ihre Ergebnisse zum Gasriesen TYC 8998-760-1 b. Er hat etwa die 14-fache Masse des Jupiters und ist annähernd doppelt so groß wie dieser. Die Unterscheidung verschiedener Isotope in seiner Atmosphäre war möglich, weil sie Strahlung in leicht unterschiedlicher Farbe absorbieren. Das wiederum wiesen die Forscher mit dem "Very Large Telescope" der Europäischen Weltraumagentur Esa in Chile nach, das aus vier Einzelteleskopen zusammengestellt ist.

Anreicherung von Kohlenmonoxid-Eis

Laut ihren Messungen kommt das Kohlenstoffisotop 13 in der Hülle des fernen Gasriesen etwa doppelt so oft vor wie im Sonnensystem. Sie schließen daraus, dass der Planet in viel größerer Entfernung zu seinem Mutterstern entstand. Er umkreist ihn in einem Abstand, der etwa der 150-fachen Entfernung der Erde zur Sonne entspricht.

Hintergrund sind die komplexen Prozesse bei der Planetenbildung. So gehen die Wissenschafterinnen und Wissenschafter davon aus, dass sich Kohlenstoff-13 dabei möglicherweise in Form von Kohlenmonoxideis anreicherte. Dieses friert allerdings erst ab einer bestimmten Entfernung aus den sogenannten protoplanetaren Staub- und Gasscheiben aus, die junge Sterne umkreisen und später deren Planetensysteme bilden.

Die Planeten des Sonnensystems entstanden dabei laut Studienautorinnen und -autoren alle innerhalb dieser Grenze, die auch als CO-Schneelinie bekannt ist. Dies könnte erklären, dass sie weit weniger Eis mit einem hohen Anteil von Kohlenstoff-13 einsammelten als der große Exoplanet. (APA, red, 15.7.2021)