Ein internationales Wissenschaftsteam unter der Leitung von Experten der Université de Genève (UNIGE) und in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen aus dem Netzwerk NCCR PlanetS veröffentlichte am 1. Dezember 2025 Ergebnisse, die einen wissenschaftlichen Durchbruch bei der Erforschung von Exoplaneten markieren. Unter Verwendung des Weltraumteleskops James Webb Space Telescope (JWST) wurden riesige Heliumwolken registriert, die aus der Atmosphäre des Exoplaneten WASP-107b entweichen — ein Phänomen, das bisher nicht mit solcher Präzision und in diesem Umfang aufgezeichnet wurde.

WASP-107b, entdeckt im Jahr 2017, kreist um einen Stern vom Typ K in einer Entfernung von etwa 210 Lichtjahren im Sternbild Jungfrau. Obwohl seine Größe mit Jupiter vergleichbar ist (Radius etwa 0,96 Jupiter), beträgt seine Masse nur etwa 9–12 % der Jupitermasse — was ihn in die seltene Klasse der sogenannten „Super-Puff“-Exoplaneten einordnet, mit extrem verdünnter Atmosphäre und geringer Dichte. Seine Umlaufbahn liegt extrem nah am Stern — etwa siebenmal näher als Merkur an der Sonne — was die Atmosphäre zusammen mit der starken Sternstrahlung extrem anfällig für Gasverlust macht.

Erster Blick auf das atmosphärische Leck in Echtzeit

Das Astronomenteam nutzte das Instrument NIRISS-SOSS des JWST-Teleskops zur spektroskopischen Messung des Transits von WASP-107b vor seinem Stern. Was aufgezeichnet wurde — eine Prä-Transit-Absorption von Helium etwa 1,5 Stunden vor dem eigentlichen Eintritt des Planeten in die Transitscheibe — bezeugt, dass das Heliumgas nicht nur hinter dem Planeten strömt, sondern auch vor ihm, entlang der Umlaufbahn. Die stärkste Heliumabsorption betrug etwa 2,4 % (mit unglaublicher statistischer Festigkeit von 36σ), während die Detektion in der Prä- und Post-Transit-Phase auf dem Niveau von 17σ lag. Dies bestätigt das kontinuierliche und starke Entweichen der Atmosphäre in Form einer riesigen, verdünnten „Hülle“ oder Exosphäre, die sich über Dutzende von Planetenradien erstreckt.

Geometrie der Atmosphärenflucht: Schweif und vorauseilende Wolke

Modelle des Atmosphärenverhaltens, entwickelt an der UNIGE, deuten darauf hin, dass die Heliummasse nicht nur auf den Schweif hinter dem Planeten beschränkt ist, sondern auch eine vorauseilende Wolke formt — was dem System ein fast kometenhaftes Aussehen verleiht. Dieses Gas absorbiert kontinuierlich das Licht des Sterns und macht Helligkeitsänderungen bereits vor dem Eintritt des Planeten in den Transit sichtbar, was das bisher überzeugendste Beispiel für „atmosphärisches Entweichen“ (atmospheric escape) bei Exoplaneten darstellt.

Neben Helium registrierte das JWST auch Spuren von Wasserdampf (H₂O), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂) und Ammoniak (NH₃). Interessanterweise wurde bei WASP-107b — trotz der Empfindlichkeit der Instrumente — kein Methan (CH₄) detektiert, was die ungewöhnliche chemische Struktur der Atmosphäre beleuchtet und auf starke Mischungsprozesse und chemisches Ungleichgewicht hinweist.

Implikationen für Ursprung und Evolution von Planeten

All diese Merkmale — große Größe bei geringer Masse, ausgedehnte Atmosphäre, Auftreten von Helium, Wasser und Molekülen, ohne die Anwesenheit von Methan — stützen das Szenario, nach dem WASP-107b nicht auf seiner heutigen Umlaufbahn entstanden ist. Er wurde wahrscheinlich viel weiter entfernt vom Stern gebildet, migrierte dann in dessen Nähe und erhielt infolge intensiver Strahlung eine aufgeblähte Atmosphäre, die er nun in den Weltraum verliert.

Dies ist entscheidend für das Verständnis der Evolution von Exoplaneten: Es zeigt, dass atmosphärische Verluste — besonders bei nah orbitierenden gasförmigen und halb-gasförmigen Welten — ihre Struktur und chemische Zusammensetzung im Laufe der Zeit dramatisch verändern können. Die Untersuchung solcher Systeme gibt wertvolle Einblicke in die Ausdehnung und das Verschwinden von Atmosphären, aber auch in die Migrationen von Planeten innerhalb ihrer Systeme.

Warum die Entdeckung revolutionär ist

Früher wurde Helium in der Atmosphäre von WASP-107b mithilfe des Hubble-Teleskops (2018) identifiziert, und nachfolgende Studien deuteten auf verlängerte Gasschweife in der Exosphäre hin. Doch mit den neuen JWST-Messungen haben Astronomen die erste extrem detaillierte und umfassende „fotografische“ Darstellung des atmosphärischen Entweichens erhalten — in Echtzeit und mit spektroskopischer Präzision. Dies stellt einen Wendepunkt in der Art und Weise dar, wie wir die Evolution der äußeren Atmosphären von Exoplaneten überwachen können.

Experten betonen, dass ein solcher Prozess der atmosphärischen Verdünnung, obwohl langsam für einen Planeten wie die Erde — bei dem nur einige wenige Kilogramm Gas pro Sekunde entweichen — bei Super-Puff-Exoplaneten eine vollständige Verdampfung der Atmosphäre über Millionen oder Milliarden von Jahren bedeuten kann, was das Schicksal solcher Planeten von Grund auf verändern kann.

Daher wird WASP-107b zu einem neuen Maßstab für das Verständnis, wie Sternstrahlung und gravitative Schwäche die Schicksale von Exoplaneten formen, ihre Masse, atmosphärische Zusammensetzung und langfristige Stabilität beeinflussen können.