Wasser gibt es nicht nur auf der Erde. Neue Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble zeigen: Auch auf anderen Planeten können Flüsse, Seen und Ozeane entstehen. Die größte Hoffnung ist der Exoplanet WASP-17b.
Wasser gibt es nicht nur auf der Erde, sondern auch auf fernen Planeten. Das lassen neue Messdaten des Hubble-Weltraumteleskops erkennen. Sie zeigen die Signatur von Wasser in den Atmosphären von gleich fünf Exoplaneten, die die astronomischen Bezeichnungen WASP-17b, HD209458b, WASP-12b, WASP-19b und XO-1b tragen.
Alle fünf kreisen um nahe gelegene Sterne, dabei unterscheiden sie sich in der Stärke ihres Wassersignals. Am stärksten zeigte es sich bei WASP-17b. Aus seiner Signatur schließen die Himmelsforscher, dass er eine besonders ausgedehnte Atmosphäre besitzt.
„Wir sind zuversichtlich, tatsächlich ein Wassersignal für so viele Planeten zu sehen“, sagt der Planetologe Avi Mandell vom Goddard Space Flight Center der US-Raumfahrtbehörde Nasa in Greenbelt (US-Staat Maryland). „Diese Arbeit ermöglicht uns, zu vergleichen, wie viel Wasser die Atmosphären verschiedener Typen von Exo-planeten enthalten, beispielsweise wärmere im Vergleich mit kalter.“
Mandell ist Hauptautor der Entdeckungsstudie für die drei WASP-Trabanten, die im Fachjournal „Astrophysical Journal“ erscheint. In einer zweiten Studie beschreiben weitere Forscher ihre Erkenntnisse über die restlichen Exoplaneten.
Hubble entdeckt Wasserwelten ferner Trabanten
Die Daten wurden mittels der Wide Field Camera 3 von Hubble im infraroten Bereich des Spektrums gewonnen. Sie empfing von den Muttersternen ausgesandtes Licht, das auf dem Weg zur Erde die Lufthüllen der Trabanten durchquerte. Die Wassermoleküle ab-sorbierten dabei die Strahlung bei charakteristischen Wellenlängen. Dies wird in den Spektren in Form von sogenannten Absorbtionslinien sichtbar. Ihre Form und Intensität lässt auf die Dichte der Atmosphären und die Menge des darin enthaltenen Wassers schließen.
Die Linien erwiesen sich indes als schwächer als theoretisch zu erwarten war. Der Grund dafür, vermuten die Studienautoren, könnten Dunstschichten oder Staub sein, der durch die Lufthüllen der fernen Himmelskörper wabert. Dunst verringert die Intensität und das Profil der Wassersignaturen in der gleichen Weise wie Nebel auf der Erde die Farben in Fotografien verändert.
Bei allen fünf beobachteten Planeten handelt es sich um so genannte heiße Jupiter. Das sind Riesenplaneten, die auf Bahnen um ihr Zentralgestirn ziehen, die in unserem System noch innerhalb der Bahn des sonnennächsten Planeten Merkur (Sonnenabstand: 58 Millionen Kilometer) liegen würden. Aufgrund der Nähe zum Glutofen ihrer Sonnen heizen sich ihre Oberflächen auf über 1000 Grad Celsiusauf. Einige von ihnen rasen in drei Tagen einmal um ihren Stern.
Zunächst waren die Forscher erstaunt, dass alle ihre Beobachtungsobjekte so viel Staub oder Dunst in der Atmosphäre enthalten. Tatsächlich aber hatte sich dieses Phänomen bereits bei einer ganzen Reihe von Exoplaneten gezeigt. In unserem Sonnensystem ist der Saturnmond Titan ein Beispiel für einen Himmelskörper, dessen Lufthülle von orange-farbenem Dunst verhangen ist.
Dort wird er von organischen Molekülen erzeugt. „Die Studien in Verbindung mit anderen Hubble-Beobachtungen zeigen uns, dass das Wassersignal in überraschend vielen Exosystemen abgeschwächt ist oder ganz fehlt“, konstatiert Studien-Mitautorin Heather Knutson vom California Institute of Technology. „Dies deutet darauf hin, dass wolken- oder dunstverhangene Lufthüllen bei heißen Jupitern eher die Regel als die Ausnahme sind.“
Wassersignatur auch bei Trabant Kepler möglich
Schon zuvor hatten Astronomen die Signatur von Wasser im Licht von Exoplaneten gefunden, etwa bei dem Trabanten GJ 1214b. Vermutlich besteht er zum überwiegenden Teil aus Wasser und ist von einer dichten Atmosphäre umgeben. Dafür spricht auch seine geschätzte Dichte von zwei Gramm pro Kubikzentimeter. Das liegt nahe am Wert von Wasser mit einem Gramm pro Kubikzentimeter, während die Dichte der Erde 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter erreicht. Offenbar enthält GJ 1214b deutlich mehr Wasser, dafür aber weniger Felsgestein als unser Heimatplanet.
Neben GJ 1214b könnte es unter den rund 1000 heute bekannten Exoplaneten weitere Wasserwelten geben. Kandidaten dafür sind die Trabanten Kepler 22b und Gliese 581d. Ersterer ist der erste bekannte Planet in einem fernen System, der inmitten der Lebens-zone seines Sterns kreist. Hätte er eine erdähnliche Atmosphäre, läge seine Oberflächen-temperatur bei komfortablen 21 Grad Celsius, Leben wäre dort also durchaus möglich. Es könnte sich um einen Gesteinsplaneten mit flüssigen Oberflächengewässern handeln, aber auch um eine Wasserwelt mit einem globalen Ozean.
Video:
Quellen: NASA/FocusOnline vom 16.12.2013
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