Die Leistung des Webb-Teleskops, von der wir einst nur träumten, liefert endlich ein klareres Bild eines erdähnlichen Exoplaneten – jedoch nicht unbedingt ein vielversprechendes. Der Exoplanet TRAPPIST-1 d zeigt sich trotz seiner Ähnlichkeit zur Erde in Größe, felsiger Zusammensetzung und Umlaufbahn innerhalb der sogenannten „bewohnbaren Zone“ als Welt ohne eine unserer vergleichbare Atmosphäre. Jegliche Spuren von Wasser, Methan oder Kohlendioxid fehlen – wie die neuesten Webb-Messungen bestätigen.

Ambitionierter Plan und offensichtliche Enttäuschung

Auf der Suche nach einem „Zwilling der Erde“ richteten Astronomen das Webb-Teleskop auf TRAPPIST-1 d — einen Planeten, der hunderttausendfach weiter entfernt ist als alles, was wir täglich erleben, genauer gesagt 40,7 Lichtjahre im Sternbild Wassermann. Die Entdeckungen sind ernüchternd: Eine erdähnliche Atmosphäre ist nahezu vollständig ausgeschlossen.

Drei mögliche Szenarien der Exoplaneten-Realität

Erklärungen für diese „atmosphärische Dürre“ reichen von mäßig optimistischen Modellen bis hin zu nahezu unerbittlichen Schlussfolgerungen:

• Sehr schwache Atmosphäre — eine dünne Gashülle, fast nicht nachweisbar, ähnlich wie auf dem Mars.


• Dichte wolkige Umgebung — Wolken in großer Höhe könnten das spektroskopische Signal verschleiern, ähnlich wie bei der Venus.


• Vollständiger Mangel an Atmosphäre — nackte Felsen ohne schützende Hülle, der stellaren Strahlung ausgesetzt.

Diese drei Szenarien sind keine bloßen Spekulationen — das wissenschaftliche Team unter der Leitung von Caroline Piaulet-Ghorayeb hält sie für realistische Möglichkeiten.

Umlaufbahn, Temperatur und Sternenexposition

TRAPPIST-1 d umkreist seinen Stern extrem nahe, in einer Entfernung von nur 0,0223 AE — etwas mehr als 2 % der Entfernung der Erde zur Sonne — und benötigt dafür nur etwas mehr als vier Tage. Diese Nähe setzt ihn starken Flares und Strahlung aus, die die Atmosphäre metastatisch vertreiben können. Zudem emittiert der Rote Zwerg TRAPPIST-1 XUV-Strahlung, vergleichbar mit der der Sonne, wirkt jedoch stärker, da seine Planeten viel näher umlaufen. Der stellare Wind ist tausendmal stärker als der, den die Erde erfährt. All dies bedeutet, dass der Planet entweder äußerst widerstandsfähig sein muss oder bereits verlassen ist.

Was hängt von Masse, Dichte und Atmosphäre ab?

TRAPPIST-1 d hat eine Masse von 0,388 Erden, eine Dichte von etwa 4,35 g/cm³ und eine Oberflächengravitation, die etwas mehr als die Hälfte der Erde beträgt — Parameter, die ihn als echten Gesteinsplaneten kategorisieren. Diese Eigenschaften deuten darauf hin, dass er eine Atmosphäre halten könnte — die Bedingungen seines Sterns schränken dies jedoch stark ein.

Was zeigen Klima- und Atmosphärenmodelle?

Simulationen zeigen zwei mögliche Ergebnisse im Vordergrund: Er kann nur unter sehr begrenzten Bedingungen eine Atmosphäre halten; andernfalls — keine. Laut der Studie „Exo-Venus, Exo-Earth oder Exo-Dead?“ liegt TRAPPIST-1 d genau an der Grenze zwischen einer Venus-ähnlichen Welt, einer erdähnlichen Welt und einem toten Felsen.

Webbs Vermächtnis: innere Planeten ohne Atome?

Erfahrungen mit den Planeten b und c im TRAPPIST-1-System weisen auf ein ähnliches Ergebnis hin — Webb hat keine dichten, wasserstoffgetriebenen Atmosphären entdeckt, was darauf hindeutet, dass auch sie nackt oder wolkenbedeckt sind.

Zwischen Dunkelheit und Hoffnung: Planeten e, f, g und h

Obwohl die inneren Planeten enttäuscht haben, sind die äußeren — insbesondere e, f, g und h — immer noch im Rennen um den Nachweis einer Atmosphäre. Sie liegen weiter entfernt, sind etwas vor der stellaren Aggression geschützt, aber kälter und schwerer zu beobachten. Wissenschaftler glauben, dass gerade sie CO₂-basierte oder CO₂-O₂-Atmosphären aufnehmen und halten könnten.

Hauptprobleme bei Beobachtungen

Das größte Hindernis für den Nachweis atmosphärischer Spuren ist die Helligkeit und Aktivität des Roten Zwergs — Flares, Flecken und Helligkeitsschwankungen können das Exoplanetensignal verdecken oder verfälschen. Trotz Fortschritten in den Beobachtungen bleiben Verzerrungen und „stellare Kontamination“ ein erhebliches Problem.

Was sagt uns das alles über die Erde?

Die Tatsache, dass einer der vielversprechendsten Exoplaneten — ideal für Leben positioniert — keine erdähnliche Atmosphäre besitzt, zeigt, wie außergewöhnlich die Erde ist. Webbs Mission glänzt nicht durch die Entdeckung eines Zwillingsplaneten — sondern bestätigt die Seltenheit lebensfreundlicher Bedingungen, wie wir sie kennen.

Blick nach vorn: Forschung und neue Technologien

Die Erforschung des TRAPPIST-1-Systems steht erst am Anfang. Neue Spektrographen und Modelle — zusammen mit Webbs Daten, Simulationen und geplanten Missionen mit dem ELT und anderen Observatorien — eröffnen die Perspektive, dass wir im nächsten Jahrzehnt mehr erfahren und vielleicht sogar Biosignaturen auf fernen Welten erkennen.