Seine Farbe sorgte bereits für Aufsehen, doch seine Atmosphäre hält eine weitere Überraschung bereit
Roter Riese, weißer Zwerg, blauer Nachzügler – das Universum ist bevölkert von allerlei bunten Bewohnern. Doch unter diesen sticht einer hervor: ein pinkfarbener Planet. Er ist schon länger bekannt, doch nun hat ein Forschungsteam ein weiteres verblüffendes Detail des Himmelskörpers entdeckt: Der pinke Planet hat salzige Wolken.
2013 erstmals gesichtet, erhielt er den Fachnamen GJ504b. Er umkreist einen sonnenähnlichen Stern, der 57 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Trotz des Spitznamens «pinker Planet» sind sich die Forschenden nicht sicher, ob es sich überhaupt um einen Planeten handelt. Mit etwa der 25-fachen Masse des Jupiters befindet sich GJ504b nahe der unscharfen Grenze zwischen Riesenplaneten und Braunen Zwergen. Daher bezeichnen Forschende ihn als «Begleiter mit planetarer Masse», was bedeutet, dass es sich um ein Objekt von der Größe eines Planeten handelt, das einen Stern umkreist.
Seit ihrer Entdeckung gibt die uralte, in rosafarbenen Dunst gehüllte Welt Astronominnen und Astronomen Rätsel auf. Untersuchen ließ sie sich nur schwerlich, da sie nur sehr schwach Licht abstrahlt. Während die meisten direkt abgebildeten Exoplaneten 500 bis 1000 Grad Celsius heiß sind, beträgt die Temperatur von GJ504b nur 290 Grad – ungefähr die Temperatur eines Backofens. Das, in Kombination mit seiner besonderen Atmosphäre, verleiht ihm seine Farbe.
Alt und kalt
Verantwortlich für seine vergleichbar kühle Temperatur ist sein hohes Alter. Während Riesenplaneten bei ihrer Entstehung glühend heiß sind, kühlen sie mit zunehmendem Alter ab. Die neue Studie schätzt das Alter von GJ504b auf 2,5 bis 4 Milliarden Jahre.
Von der Erde aus ließ sich das schwache Licht des Himmelsobjekts kaum auffangen und detailliert analysieren. Deswegen nutzten die Forschenden für die neuen Untersuchungen das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST).
Dessen Aufnahmen enthüllten eine Atmosphäre voller exotischer chemischer Vorgänge – und salzhaltige Wolken, wie man sie noch nie zuvor gesehen hatte. Dass Salzwolken in der Atmosphäre eines kalten Objekts existieren könnten, hatten Wissenschaftler bereits vor mehr als 15 Jahren theoretisch vorhergesagt, bei GJ504b gelang nun einer der ersten direkten Nachweise. Die Forschenden feiern ihre Studie als einen wichtigen Schritt hin zur Erforschung immer kälterer, schwach leuchtender Objekte. Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift «Astronomical Journal» erschienen.
Als das Team das schwache Licht von GJ504b mithilfe des JWST erfasste, erwies sich als größte Herausforderung, das Licht des viel helleren Muttersterns auszublenden. Als dies gelang, konnte das Team sogar das Spektrum des Begleiters aufnehmen: ein Diagramm, das das gestreute Licht in seine einzelnen Farben zerlegt. Durch die Analyse des Spektrums eines Objekts können die Wissenschaftler das Vorhandensein bestimmter Elemente und Moleküle nachweisen. Jede Farbe steht dann für ein anderes Element.
Für GJ504b enthüllten die Daten eine reichhaltige Mischung, darunter Wasserdampf, Methan, Kohlendioxid und Ammoniak. Um den Begleiter zu rekonstruieren, speisten die Forscher diese Daten in ein astrophysikalisches Modell ein. Doch irgendetwas passte nicht zusammen. Die simulierte Atmosphäre des Begleiters wies ungewöhnliche, physikalisch unplausible Merkmale auf. Erst als die Forschenden dem Modell Wolken hinzufügten, verschwanden die ungewöhnlichen Eigenschaften. Wahrscheinlich verdeckten Wolken die tieferen Schichten der Atmosphäre und prägten so das Licht, das das JWST erreichte.
«Als wir begannen, tiefer in die Daten einzutauchen, wurde uns klar, dass es sich um etwas völlig Neues handelte, das wir so noch nie zuvor analysiert hatten», sagte Aneesh Baburaj von der Northwestern University, der die Studie leitete. «Wir führten Simulationen mit Wolken durch, und die Ergebnisse stimmten mit dem überein, was wir über kalte Planeten wissen. Wir probierten drei verschiedene Wolkentypen aus, und Salzwolken passten am besten.»
Das Spektrum deutete zudem darauf hin, dass GJ504b ungewöhnlich reich an schweren Elementen, also Metallen, ist. Das Rätsel um die Entstehung des Objekts bleibt jedoch bestehen, da die aktuellen Daten darauf hindeuten, dass es sich entweder wie ein Planet oder wie ein kleiner Stern gebildet haben könnte.
