Neue Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) zeigen, dass der Exoplanet WASP-107b seine Atmosphäre schnell abstößt und eine riesige Heliumgaswolke hinter sich herzieht, während er seinen Stern umkreist. Diese Entdeckung liefert beispiellose Erkenntnisse darüber, wie sich Gasriesen in extremen Sternumgebungen verhalten und warum manche Planeten sich am Ende so sehr von denen in unserem eigenen Sonnensystem unterscheiden.
Das „Super-Puff“-Phänomen
WASP-107b, etwa 210 Lichtjahre von der Erde entfernt, wird aufgrund seiner ungewöhnlich geringen Dichte als „Super-Puff“-Exoplanet eingestuft. Er ist 94 % so groß wie Jupiter und enthält nur 12 % der Masse des Gasriesen – was ihn für sein Gewicht bemerkenswert aufgeblasen macht. Dies macht WASP-107b zu einem seltenen Fall unter Exoplaneten.
Die in Nature Astronomy veröffentlichten JWST-Beobachtungen entdeckten eine Heliumgaswolke, die sich fast fünfmal über den Durchmesser des Planeten erstreckt. Diese Wolke ist nicht statisch; Es entkommt aktiv dem Planeten und bewegt sich in seiner Umlaufbahn vor WASP-107b. Dies ist das erste Mal, dass ein solches Entweichen aus der Atmosphäre mit JWST direkt beobachtet wurde, was den Wissenschaftlern einen klaren Überblick über den Prozess gibt.
Planetenmigration und atmosphärischer Verlust
Die extremen Bedingungen rund um WASP-107b sind der Schlüssel zum Verständnis seines Schicksals. Der Planet umkreist seinen Stern siebenmal näher als Merkur um die Sonne und setzt ihn dadurch starker Hitze aus, die seine äußeren Schichten abstreift. Aber WASP-107b lebte nicht immer so nah: Wissenschaftler glauben, dass es aus einer weiter entfernten Umlaufbahn nach innen wanderte, möglicherweise angetrieben durch Gravitationswechselwirkungen mit einem anderen Planeten im System (WASP-107c).
„WASP-107c könnte bei dieser Migration eine Rolle gespielt haben“, sagt Studienmitautorin Caroline Piaulet-Ghorayeb. Dies deutet darauf hin, dass die Neuordnung der Planeten ein häufiger Prozess in Sternensystemen ist, der zu unerwarteten Arrangements führt.
Als er sich seinem Stern näherte, begann die Hitze, die Atmosphäre von WASP-107b zu erodieren. Die JWST-Beobachtungen bestätigten dies: Die Heliumwolke wurde 1,5 Stunden bevor der Planet selbst vor seinem Stern vorbeizog, entdeckt. Das bedeutet, dass die Atmosphäre in Echtzeit aktiv umgepustet wird.
Atmosphärische Komposition enthüllt Hinweise
Neben Helium entdeckte das JWST auch Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Ammoniak in der Atmosphäre von WASP-107b – eine Bestätigung früherer Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops. Überraschenderweise fehlte das erwartete Methan. Dies deutet darauf hin, dass die Atmosphäre einer „starken vertikalen Durchmischung“ unterliegt, wobei schwerere Gase aus tieferen Schichten aufgrund der Hitze des Sterns nach oben gezogen werden.
Das Vorhandensein von mehr Sauerstoff als erwartet stützt auch die Theorie, dass WASP-107b ein neuer Migrant ist, da seine aktuellen Bedingungen solch hohe Sauerstoffwerte nicht zulassen würden, wenn er sich näher an seinem Stern gebildet hätte.
Zusammenfassend liefern die Beobachtungen des JWST von WASP-107b eine einzigartige Momentaufnahme des atmosphärischen Verlusts in Aktion. Die Entdeckung beleuchtet die dynamischen Prozesse, die die Atmosphären von Exoplaneten formen, und unterstreicht die Bedeutung der Planetenwanderung für die Entstehung der vielfältigen Welten außerhalb unseres Sonnensystems.
