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James-Webb-Teleskop: Porträt eines Exoplaneten

Weltraumteleskop zeigt 385 Lichtjahre entfernten Gasriesen so deutlich wie nie zuvor

HIP 65426b
Diese vier Lichtflecke zeigen den 385 Lichtjahre entfernten extrasolaren Planeten HIP 65426b in unterschiedlichen Bereichen des infraroten Lichts. Aufgenommen wurden sie vom James-Webb-Weltraumteleskop. © NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), ERS 1386 team und A. Pagan (STScI)

Ferne Welt: Das James-Webb-Teleskop hat seine ersten direkten Aufnahmen eines extrasolaren Planeten erstellt. Die Infrarotbilder zeigen den 385 Lichtjahre entfernten Exoplaneten HIP 65426b so deutlich wie noch nie zuvor – und belegen erneut die Leistungsfähigkeit dieses neuen Teleskops. Der 2017 entdeckte Gasriese hat die sechs- bis zwölffache Masse des Jupiters und umkreist seinen Stern in weiter Entfernung. Das ermöglichte es dem Webb-Teleskop, sein schwaches Infrarotlicht von dem des Sterns zu trennen.

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das größte und teuerste je ins All gebrachte Astronomie-Instrument – um so wichtiger ist es, dass es nun auch die von ihm erwarteten Leistungen bringt. Und genau das ist der Fall. Schon seine ersten Aufnahmen setzten neue Maßstäbe, denn darunter waren der tiefste Infrarotblick ins All, Aufnahmen der bisher ältesten Galaxien oder der erste Nachweis von Kohlendioxid auf einem extrasolaren Planeten.

HIP 65426b mit dessen Stern
Die vier Webb-Aufnahmen von HIP 65426b mit dessen Stern. © NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), ERS 1386 team und A. Pagan (STScI)

Junger Gasriese im Visier

Jetzt gibt es eine weitere Premiere: Das James-Webb-Teleskop hat das erste Porträt eines Exoplaneten erstellt. „Dies ein transformativer Moment, nicht nur für Webb, sondern für die Astronomie allgemein“, sagt der für diese Beobachtung federführende Astronom Sasha Hinkley von der University of Exeter. Der abgebildete Planet, HIP 65426b, liegt rund 385 Lichtjahre von der Erde entfernt in der von jungen Sternen dominierten Scorpius-Centaurus-Assoziation. Auch der Planet ist erst zehn bis 15 Millionen Jahre alt.

Der 2017 vom Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte entdeckte Exoplanet ist rund eineinhalbmal so groß wie der Jupiter und sechs- bis zwölfmal so schwer. Erste spektrale Daten sprachen bereits dafür, dass es sich um einen Gasplaneten mit Wasserdampf und rötlichen Wolken in seiner Atmosphäre handelt. Auf seiner Oberfläche herrschen wahrscheinlich Temperaturen zwischen 1.000 und 1.300 Grad. HIP 65426b umkreist seinen Stern in weitem Abstand von knapp 100 astronomischen Einheiten – das machte ihn für eine direkte Aufnahme besonders geeignet.

10.000-mal lichtschwächer als sein Stern

Für die Porträt-Aufnahmen visierte das Webb-Teleskop den Exoplaneten mit zwei seiner optischen Instrumente an, der Near-Infrared Camera (NIRCam) und dem Mid-Infrared Instrument (MIRI). Beide verfügen über einen Coronagrafen – winzige Abdeckmasken, die gezielt den hellen Stern abdecken, damit er das schwache Licht seines Planeten nicht überstrahlt. Denn der Planet HIP 65426b ist im Nahinfrarot rund 10.000-mal lichtschwächer als sein Stern, im mittleren Infrarot immerhin mehrere tausend Mal blasser.

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„Es war beeindruckend, wie gut die Webb-Coronagrafen in diesen Aufnahmen das Licht des Muttersterns ausblenden konnten“, sagt Hinkley. Das Teleskop nahm den Planeten mit vier verschiedenen Filtern auf, in jedem dieser Infrarotkanäle erscheint der Gasriese als leicht unterschiedlich geformter Lichtfleck. „Diese Aufnahmen zu erhalten, fühlte sich an wie der Fund eines Schatzes“, sagt der für die Bildanalyse zuständige Astronom Aarynn Carter von der University of California in Santa Cruz.

Neue Einblicke in fremde Welten

Diese Aufnahmen sind zwar nicht die allerersten direkten Abbildungen von extrasolaren Planeten: Schon 2008 hatte das Hubble-Weltraumteleskop erstmals das Foto eines Exoplaneten im sichtbaren Licht geliefert. 2021 gelang den Infrarot-Teleskopen des W. M. Keck Observatory auf Hawaii dann die direkte Abbildung des bisher jüngsten und kleinsten extrasolaren Jungplaneten.

Doch die auflösungsstarken Infrarotaufnahmen des Webb-Teleskops eröffnen nun neue Chancen, noch mehr über solche fernen Welten zu erfahren. „Wir haben gerade erst begonnen: Es wird noch viele weitere Aufnahmen von Exoplaneten geben, die unser Verständnis ihrer Physik, Chemie und Entstehung erweitern werden“, sagt Carter. „Wir könnte so sogar noch unbekannte Exoplaneten entdecken.“

Quelle: NASA

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