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SPITZER
Rätselhafter Exoplanet ohne Methan
von Stefan Deiters
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27. April 2010

Mit Hilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer haben Astronomen die Atmosphäre eines Neptun-großen extrasolaren Planeten analysiert und dabei eine überraschende Entdeckung gemacht: Auf dem Planeten gibt es kein Methan, obwohl alle Modelle darauf hindeuten, dass dieser Stoff dort vorhanden sein sollte. Die Wissenschaftler stehen vor einem Rätsel.

GJ 436b

So könnte der Planet GJ 436b aussehen. Bild: NASA / JPL-Caltech 

"Das ist ein großes Mysterium", meint Kevin Stevenson, ein Doktorand für Planetenwissenschaften an der University of Central Florida und Hauptautor eines Fachartikels über die Beobachtungen, der in der vergangenen Woche in der Zeitschrift Nature erschienen ist. "Nach den Modellen sollte der Kohlenstoff auf diesem Planeten in Form von Methan vorliegen. Theoretiker werden wohl lange knobeln, warum das hier offenbar nicht der Fall ist."

Mit der Untersuchung der Atmosphäre des extrasolaren Planeten GJ 436b sind die Astronomen der Analyse von Atmosphären erdähnlicher Planeten ein Schritt näher gekommen: Der 33 Lichtjahre entfernte Planet, der in 2,64 Tagen um einen roten Zwergstern kreist, hat nämlich nur in etwa die Masse des Neptun und ist damit der bislang kleinste extrasolare Planet, dessen Atmosphäre man genauer untersuchen konnte. "Unser großes Ziel ist es natürlich, einmal Signaturen von Leben auf kleineren Gesteinsplaneten zu finden", so Stevenson. "Sauerstoff, mit vielleicht noch ein wenig Methan, könnte ein Hinweis sein, dass wir Menschen nicht allein sind."

Methan gibt es auch auf der Erde und wird hauptsächlich von Mikroben erzeugt, etwa im Verdauungsapparat von Kühen. Im Fall von GJ 436b vermutet man allerdings keine außerirdischen Wiederkäuer, sondern erwartet Methan aus rein chemischen Gründen. "Auf diesem Typ von Planeten sollte Methan entstanden sein", so Joseph Harrington von der University of Central Florida, der die Studie leitete. "Wenn man keines findet, ist das in etwa so, als würde man Brot in geschlagene Eier tauchen, braten und am Ende Haferbrei bekommen."

In jeder Atmosphäre, deren Hauptbestandteile Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff sind, sollte es bei Temperaturen von etwa bis 725 Grad Celsius große Mengen von Methan und auch einen kleinen Anteil von Kohlenmonoxid geben, der Kohlenstoff sich also bevorzugt in Form von Methan finden lassen.

GJ 436b hat eine Temperatur von ungefähr 525 Grad Celsius, weswegen die Astronomen erwartet hatten, in der Atmosphäre des Planeten große Methanmengen nachweisen zu können. Doch als das Infrarotweltraumteleskop Spitzer die Atmosphäre in sechs verschiedenen Infrarotwellenlängen untersuchte, fanden sich zwar Spuren von Kohlenmonoxid, jedoch kein Methan. "Das bereitet uns erhebliches Kopfzerbrechen", so Harrington. "Aber es zeigt nur, dass wir unsere Modelle noch weiter verbessern müssen. Jetzt haben wir Daten von einem weit entfernten Planeten, von dem wir lernen können, was sich wirklich in der Atmosphäre abspielt."

Spitzer gelang die Analyse, weil der ferne Planet von der Erde aus gesehen regelmäßig hinter seinem Stern verschwindet. So lässt sich der Anteil des Lichts bestimmen, das von dem Planeten stammt. Mit diesem Verfahren wurden in den vergangenen Jahren schon verschiedene extrasolare Planeten genauer untersucht (astronews.com berichtete). Die Beobachtungen wurden zu einer Zeit gemacht, als das Spitzer-Weltraumteleskop noch über ausreichend Kühlmittel verfügte, also noch vollständig funktionsfähig war.

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Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
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