Erstmals nachgewiesen

Seltene Elemente bei fernem Exoplanet entdeckt

Künstlerische Darstellung des Sterns „Kelt-9“ und seines sehr heißen Planeten „Kelt-9b“

(Bild: NASA/JPL-Caltech)

Ein Forschungsteam hat bei einem fernen Planeten Elemente entdeckt, die nie zuvor in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen werden konnten. Vergangenes Jahr entdeckten sie bereits Eisen- und Titanatome, nun kommen Natrium, Chrom, Magnesium und zwei seltenen Erden dazu.

Ein rund 4000 Grad heißer Planet im Sternbild Schwan hat sich für Astronomen als Fundgrube für Elemente entpuppt, die nie zuvor in der Atmosphäre eines Exoplaneten festgestellt worden waren. Nachdem sie vergangenes Jahr bereits Eisen- und Titanatome feststellen konnten, berichteten Forscher der Universitäten Bern und Genf nun von Natrium, Magnesium, Chrom und den seltenen Erden Scandium und Yttrium auf dem „Kelt-9b“ getauften Exoplaneten.

650 Lichtjahre von der Erde entfernt
Rund 650 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist der „Kelt-9b“ seinen Stern sehr eng. Durch die Hitze auf der Oberfläche des als Heißer Jupiter bezeichneten Planeten verdampfen alle Elemente fast vollständig und finden sich in seiner Atmosphäre. Ein Team um Jens Hoeijmakers und Kevin Heng untersuchte deren Zusammensetzung mit einem empfindlichen Spektrografen auf einem großen Teleskop.

Künstlerische Illustration: So könnte es auf Planet „Kelt-9b“ aussehen (im Hintergrund der Stern „Kelt-9“)

(Bild: Denis Bajram/Nature)

Die letzten drei der oben genannten Elemente wurden noch nie zuvor in der Atmosphäre eines Exoplaneten festgestellt, teilte die Uni Bern mit. Seltene Erden (ihr Name weist darauf hin) kommen auf der Erde selten vor und werden in modernen Materialien und Geräten eingesetzt. Scandium zum Beispiel findet Verwendung in Hochleistungs-Leuchtmitteln in Stadien, magnetischen Datenspeichern und bei der Herstellung von Laserkristallen. Yttrium wird beispielsweise in speziellen Legierungen, Leuchtstofflampen und der Nuklearmedizin eingesetzt.

Fingerabdruck der Wellenlängen
Atome verschiedener Elemente absorbieren jeweils einen spezifischen Teil des Lichts - so auch in der Atmosphäre von „Kelt-9b“. Jedes Element hat dabei einen spezifischen Fingerabdruck der Wellenlängen, die es absorbiert. Diese lassen sich mithilfe eines Spektrografen feststellen. Aus dem Muster der Absorptionslinien können Forscher daher die Zusammensetzung der Atmosphäre ferner Planeten ableiten.

„Wir können aufgrund unserer Analysen nun auch abschätzen, in welcher Höhe in der Atmosphäre des Planeten die Atome das Licht absorbieren“, so Hoeijmakers. Zudem wisse man nun mehr über die Winde hoch in der Atmosphäre, die Atome von einer Hemisphäre zur anderen blasen. „Wir möchten mit dieser Technik noch viel mehr über die Atmosphäre dieses Exoplaneten, aber auch anderer Planeten erfahren, die ähnlich hohe Temperaturen aufweisen wie Kelt-9b“, meinte der Forscher.

„Die Chancen stehen gut, dass wir mit derselben Technik dereinst sogenannte Biosignaturen, also Anzeichen für Leben, auf einem Exoplaneten finden werden“, fügte Heng hinzu. „Letztendlich wollen wir mit unserer Forschung die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems sowie den Ursprung des Lebens ergründen“, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Astronomy & Astrophysics“.