Astronomische" Kontroverse über einen Planeten, der von einem kochenden Ozean umgeben ist
Dank des James-Webb-Teleskops wurde in den Tiefen des Weltraums eine "Wasserwelt mit einem kochenden Ozean" entdeckt. Unstimmigkeiten zwischen Astronomen sorgen für Kontroversen.
Auf der Suche nach bewohnbaren Bedingungen außerhalb der Erde wurden mit Hilfe von Daten des James Webb Space Telescope (JWST) chemische Signaturen von Wasserdampf, Methan und Kohlendioxid in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt, der fast doppelt so groß ist wie der unsere und 70 Lichtjahre entfernt liegt.
Die chemische Mischung, die das JWST gefunden hat, passt zu einer Wasserwelt, in der der Ozean die gesamte Oberfläche bedeckt und eine Wasserstoff-reiche Atmosphäre aufweist, so die Wissenschaftler der Universität Cambridge. Die Forscher weisen darauf hin, dass die Meereslandschaft von TOI- 270d, wie der kürzlich entdeckte Exoplanet genannt wird, entgegen der Vermutung nicht so gemütlich und einladend sein könnte.
Was ist JWST?
Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für die Weltraumforschung. Es ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit von 14 Ländern und wird gemeinsam von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der Kanadischen Weltraumorganisation (CSA) und der NASA gebaut und betrieben wird, um die Hubble- und Spitzer-Teleskope zu ersetzen.
Ihre Teams blicken tief in Raum und Zeit und helfen uns dabei, die Geheimnisse unseres Sonnensystems zu enträtseln, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne zu werfen und die mysteriösen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin zu erforschen.
Mit seinem Start im Dezember 2021 und einer erwarteten Lebensdauer von 5 bis 10 Jahren hat das JWST die Art und Weise, wie wir den Weltraum verstehen, radikal verändert und bewiesen, dass es weit mehr als jeden Cent der in das Projekt investierten 10 Milliarden Dollar wert ist.
Die Ausrüstung an Bord des JWST fängt Sternenlicht ein, das von den Atmosphären der umkreisenden Planeten gefiltert wurde, und zerlegt es, um Details über die vorhandenen chemischen Elemente zu erhalten. Daraus können sich die Astronomen ein Bild von den Bedingungen auf der Oberfläche eines Planeten machen - und von der Wahrscheinlichkeit, dass dort Leben überleben könnte.
Ein kochender Ozean
Laut einem in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics Letters veröffentlichten Artikel sagen die Cambridge-Forscher, dass der Ozean heißer als 100 Grad Celsius sein könnte, aber aufgrund des hohen Drucks, der durch die dichte Atmosphäre verursacht wird, könnte ein solch heißer Ozean noch flüssig sein. Es ist jedoch noch unklar, ob der Planet bewohnbar ist.
Ein kanadisches Astronomenteam, das weitere Beobachtungen desselben Exoplaneten durchführte, fand jedoch dieselben atmosphärischen Chemikalien, jedoch mit anderen Ergebnissen, was zu einer Kontroverse führte. Sie argumentieren, dass der Planet zu heiß wäre, um Wasser in flüssigem Zustand zu erhalten (bei etwa 4.000°C), und schlagen vor, dass er eine felsige Oberfläche hätte, die von einer unglaublich dichten Atmosphäre aus Wasserstoff und Wasserdampf bedeckt wäre.
Professor Nikku Madhusudhan, Leiter des Cambridge-Teams, weist darauf hin, dass der Nachweis des Ozeans in TOI-270 d auf dem Fehlen von Ammoniak beruht, das nach den chemischen Grundlagen in einer wasserstoffreichen Atmosphäre natürlich vorkommen sollte. Ammoniak ist jedoch sehr gut wasserlöslich und wäre daher in der Atmosphäre verarmt, wenn sich darunter ein Ozean befände.
"Eine Interpretation ist, dass es sich um einen "hyozeanischen" Planeten handelt, der so genannt wird, weil er einen Ozean aus Wasser unter einer wasserstoffreichen Atmosphäre hat", sagt Madhusudhan.
Streit zwischen Astronomen... und Universitäten!
Madhusudhan behauptet, dass sich die Bedingungen auf TOI-270 d stark von denen auf der Erde unterscheiden, da er von den Gezeiten blockiert wird und daher eine Seite ständig seinem Stern zugewandt ist und die andere in ewige Dunkelheit getaucht ist, was einen extremen Temperaturkontrast schafft.
Auf der Nachtseite könnten bewohnbare Bedingungen herrschen, aber der atmosphärische Druck wäre zehnmal höher als der Druck auf der Erdoberfläche, und der Dampf würde aus dem Ozean aufsteigen. Die Gewässer erreichen wahrscheinlich eine Tiefe von Dutzenden bis Hunderten von Kilometern, mit einem Meeresboden aus Hochdruckeis über einem felsigen Kern.
Doch Professor Björn Benneke von der Universität von Montreal stellt Cambridges "ozeanische" Welthypothese in Frage. Nach Ansicht des kanadischen Wissenschaftlers ist die Temperatur auf der Planetenoberfläche, die bis zu 4.000 °C erreichen kann, zu heiß, als dass Wasser flüssig sein könnte. Er fügt hinzu, dass die beträchtlichen Mengen an Wasserdampf in der Atmosphäre und die Temperaturen ausschlaggebend dafür sind, dass die Existenz eines Ozeans plausibel ist.
Beide Teams entdeckten Schwefelkohlenstoff (CS2), der mit biologischen Prozessen auf der Erde in Verbindung gebracht wird, aber auch von anderen Quellen produziert werden kann. Es gab jedoch keine Anzeichen für ein anderes biologisches Molekül wie Dimethylsulfid (DMS), so dass die Entdeckung einer biologischen Aktivität nicht bestätigt werden kann.
Diese Art von Kontroverse ist positiv und faszinierend, denn die Entdeckungen dieser chemischen Signaturen durch das JWST sind überraschend, weil es sich um völlig neue Umgebungen handelt, für die wir keine Entsprechung im Sonnensystem haben. Außerdem ist die Tatsache, dass zwei verschiedene Wissenschaftlerteams denselben Datensatz und dieselbe chemische Zusammensetzung gesehen haben, äußerst ermutigend für die Entschlüsselung der Unbekannten, die uns der Weltraum bietet.