Das Hubble-Teleskop deckt Superplaneten mit Alien-Wolken ab

Wissenschaftler haben Beweise für außerirdische Wolken gefunden, die zwei der häufigsten Arten von Planeten in unserer Milchstraße abdecken.

Zwei Forscherteams nutzten das Hubble Space Telescope zur Charakterisierung der Atmosphären der beiden Exoplaneten. Einer der außerirdischen Planeten ist eine sogenannte "Super-Erde", größer als die Erde, während die andere als "warmer Neptun" bezeichnet wird. Das Studium beider Arten von Welten kann Wissenschaftlern helfen, die Atmosphären auf anderen erdähnlichen Planeten in der Zukunft zu klassifizieren.

"Beide Planeten erzählen uns etwas über die Vielfalt der Planetenarten, die außerhalb unseres eigenen Sonnensystems auftreten. In diesem Fall entdecken wir, dass wir sie vielleicht nicht so gut kennen, wie wir dachten", sagte Heather Knutson vom California Institute of Technology ein Statement. [Die seltsamsten außerirdischen Planeten (Galerie)]

Knutson ist Hauptautor der Studie, die den Planeten GJ 436b analysierte, die Neptun-ähnliche Welt, die ihren Elternstern alle 2,64 Tage umkreist. Es wird als "warmes Neptun" klassifiziert, weil seine Umlaufbahn näher an seinem Stammstern liegt als die Entfernung zwischen Neptun und der Sonne in unserem Sonnensystem.

Exoplanet-Vorhersage: Wolken und mehr Wolken

Da GJ 436b und die Super-Erde GJ 1214b vor ihren Stammstars vorbeiziehen, erzeugt die Atmosphäre eine aufgeblähte Kugel, die dem Körper des Planeten in der Front vorausgeht und ihr im Hintergrund folgt. Wissenschaftler können untersuchen, wie sich das Licht ändert, um die Zusammensetzung der eingedrungenen Atmosphäre zu bestimmen.

Für das Neptun-artige GJ 436b, das 36 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Leo steht, ging es mehr um das, was die Forscher nicht fanden. Das Licht oder die Spektren waren uncharakteristisch und enthüllten keine chemischen Fingerabdrücke in der Atmosphäre des Planeten.

"Entweder hat dieser Planet eine hohe Wolkenschicht, die die Sicht verdunkelt, oder er hat eine wolkenfreie Atmosphäre, in der Wasserstoff fehlt, was ihn Neptun sehr ähnlich machen würde", sagte Knutson.

"Anstelle von Wasserstoff könnte es relativ große Mengen schwerer Moleküle wie Wasserdampf, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthalten, die die Atmosphäre komprimieren und es uns erschweren, chemische Signale zu erkennen."

Astronomen haben mehr als 800 Planeten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems bestätigt, und die Entdeckungen halten weiter an. Wie viel wissen Sie über diese exotischen Welten?

Steamy Super-Earth's bewölktes Wetter

In einer separaten Studie untersuchte ein anderes Forscherteam GJ 1214b, die erste Super-Erde, deren Atmosphäre klassifiziert wurde. In 40 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Ophiuchus umkreist der massive felsige Planet seinen Stern 70 Mal näher als die Erde um die Sonne. Die Entfernung zwischen der Erde und der Sonne beträgt etwa 150 Millionen Kilometer.

Frühere Studien von GJ-1214b lieferten ähnliche Ergebnisse wie GJ 436b-merkmalslose Spektren, die Forscher zu der Schlussfolgerung führen, dass die Atmosphäre hauptsächlich aus Wasserdampf oder Wasserstoff bestehen könnte.

Das Hubble Space Telescope ermöglichte es der zweiten Gruppe unter Führung von Laura Kreidberg und Jacob Bean - beide von der University of Chicago -, einen tieferen Einblick in die Atmosphäre des Planeten zu erhalten. Die umhüllenden Wolken blockieren Ansichten von Wolkenschichten oder der Oberfläche.

Der Hubble zeigte keine chemischen Anzeichen in den Wolken, aber die hochpräzisen Instrumente erlaubten den Forschern, Wasserdampf, Methan, Stickstoff, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid in den Wolken auszuschließen.

Modelle beider Planeten sagen Wolken aus Kaliumchlorid oder Zinksulfid voraus, die beide den extrem hohen Temperaturen standhalten können, die in den Atmosphären vorhergesagt werden.

"Man würde erwarten, dass sich auf diesen Planeten sehr unterschiedliche Arten von Wolken bilden, als man auf der Erde zum Beispiel findet", sagte Kreidberg in derselben Aussage.

Um diese Ergebnisse zu erhalten, maximierten beide Teams von Wissenschaftlern Hubbles Fähigkeiten.

"Wir haben die Grenzen dessen, was mit Hubble möglich ist, wirklich verschoben, um dieses Maß zu messen - unsere Arbeit widmete mehr Hubble-Zeit einem einzigen Exoplaneten als je zuvor", sagte Kreidberg. "Dieser Fortschritt legt den Grundstein für die Charakterisierung anderer Erden mit ähnlichen Techniken."

Der Start des James Webb Space Telescope am Ende des Jahrzehnts wird einen noch detaillierteren Blick auf ferne Planeten ermöglichen.

"Das James Webb Space Telescope wird transformativ sein", sagte Kreidberg. "Die neuen Fähigkeiten dieses Teleskops werden es uns ermöglichen, auf GJ 1214b und ähnlichen Exoplaneten durch die Wolken zu blicken."

Die beiden separaten Artikel wurden in der 2. Januar-Ausgabe der Zeitschrift Nature veröffentlicht.