• Die Nasa wagt in diesem Sommer mit dem James-Webb-Weltraumteleskop den Blick auf einen wahren "Höllenplaneten".
  • Auf dem Programm steht die Beobachtung der heißen "Supererde" 55 Cancri e.
  • Die Bedingungen auf dem Planeten sind so extrem, dass es flüssiges Gestein regnen könnte.

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Die Spiegel des James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) sind perfekt ausgerichtet, die letzten Vorbereitungen der Nasa für die Inbetriebnahme laufen. In einer seiner ersten Missionen soll das wohl schärfste Auge der Menschheit im All seinen Blick auf einen wahren "Höllenplaneten" richten: 55 Cancri e.

Auf 55 Cancri e herrschen höllische Temperaturen

55 Cancri e gehört zur Kategorie der sogenannten "Supererden" – so werden erdähnliche Gesteinsplaneten in anderen Sonnensystemen bezeichnet, die aber vor allem in ihrer Masse stark variieren können. Er umkreist seinen sonnenähnlichen Mutterstern in einer Entfernung von weniger als 1,5 Millionen Kilometern. Das entspricht nur etwa einem Fünfundzwanzigstel der Entfernung zwischen Merkur und der Sonne. Ein Umlauf des Planeten um den Stern – also ein Jahr – dauert lediglich 18 Stunden.

Durch die Nähe zu seinem Stern herrschen auf dem Himmelskörper höllische Temperaturen, die weit über dem Schmelzpunkt typischer gesteinsbildender Mineralien liegen. Forscher gehen daher davon aus, dass die Tagseite des Planeten mit Lava-Ozeanen bedeckt ist.

Forscher versuchen Hitze-Rätsel zu lösen

Es wird angenommen, dass Planeten, die so nahe um ihren Stern kreisen, eine sogenannte "gebundene Rotation" aufweisen. Dabei ist eine Seite des Himmelskörpers immer dem Stern zugewandt – vergleichbar der Beziehung Erde zu Mond. Folglich sollte die heißeste Stelle auf dem Planeten diejenige sein, die dem Stern am nächsten ist. Zudem sollte sich die Wärmemenge, die von der Tagseite kommt, im Laufe der Zeit nicht stark ändern.

Doch das scheint im Fall von 55 Cancri e nicht der Fall zu sein, wie Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop der Nasa nahelegen. Die Messungen deuten darauf hin, dass die heißeste Region auf dem Planeten nicht der Teil ist, der dem Stern am direktesten zugewandt ist. Zudem variiert die Wärmemenge, die von der Tagseite kommt.

Eine mögliche Erklärung für die ungewöhnliche Hitzeverteilung: 55 Cancri e könnte eine dichte Atmosphäre besitzen, in der Sauerstoff oder Stickstoff vorherrschen. Hierauf soll das JWST einen Blick werfen. "Wenn er [der Planet, Anm.d.Red.] eine Atmosphäre hat, verfügt Webb über die Empfindlichkeit und den Wellenlängenbereich, um sie zu erkennen und zu bestimmen, woraus sie besteht", erklärt Renyu Hu vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa.

Eine zweite Möglichkeit ist, dass 55 Cancri e doch keine gebundene Rotation aufweist, sondern sich ähnlich wie Merkur in einer sogenannten 3:2-Resonanz befindet. Dabei dreht sich der Planet während zwei Umläufen um seinen Stern dreimal um seine eigene Achse. Infolgedessen würde 55 Cancri e einen Tag-Nacht-Zyklus haben.

Regnet es am Abend Lava auf 55 Cancri e?

"Das könnte erklären, warum der wärmste Teil des Planeten verschoben ist", erklärt Alexis Brandeker, ein Forscher der Universität Stockholm, der mit seinem Team den Planeten untersucht. "Genau wie auf der Erde würde es Zeit brauchen, bis sich die Oberfläche aufheizt. Die heißeste Zeit des Tages wäre am Nachmittag und nicht gleich um die Mittagszeit."

In diesem Szenario würde sich die Oberfläche tagsüber aufheizen, schmelzen und sogar verdampfen. Es würde sich eine sehr dünne Atmosphäre bilden, die das JWST nachweisen könnte. Am Abend würde der Dampf schließlich abkühlen und kondensieren und Lava-Tröpfchen bilden. Diese würden dann auf die Oberfläche zurückregnen und bei Einbruch der Nacht wieder fest werden.

Illustration zum Vergleich der felsigen Exoplaneten LHS 3844 b und 55 Cancri e mit der Erde und dem Neptun.

Webb soll noch weitere "Supererden" ins Visier nehmen

Neben 55 Cancri e soll das James-Webb-Weltraumteleskop auch einen Blick auf den Exoplaneten LHS 3844 b – ebenfalls eine heiße "Supererde" – werfen. Da dieser keine Atmosphäre aufweist, hoffen Forscher aufgrund der verschiedenen Spektren von verschiedenen Gesteinsarten Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Himmelskörpers ziehen zu können, wie Laura Kreidberg vom Max-Planck-Institut für Astronomie, erklärt.

Doch es geht nicht nur darum, neue Erkenntnisse über zwei der bislang 5.000 entdeckten Exoplaneten zu erlangen. Die Forschung an den beiden Planeten ist grundlegender Natur, wie Kreidberg weiter ausführt: "Sie werden uns fantastische neue Perspektiven auf erdähnliche Planeten im Allgemeinen geben und uns helfen zu lernen, wie die frühe Erde gewesen sein könnte, als sie so heiß war, wie diese Planeten heute sind."

Verwendete Quellen:

  • nasa.gov: Geology from 50 Light-Years: Webb Gets Ready to Study Rocky Worlds
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