Exoplanet: Ein unfreundlicher Supermerkur

Rund 48 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Indianer (Indus) befindet sich der Rote Zwergstern LHS 3844. Er wird in geringem Abstand von einem Exoplaneten mit rund 2,25-facher Erdmasse umrundet. Dies wäre in Anbetracht von mehr als 8000 bekannten Exoplaneten nichts Besonderes, wenn es einer Forschungsgruppe um Sebastian Zieba vom Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, nicht gelungen wäre, mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) mehr über diese Welt herauszufinden. Sie berichtet darüber im Fachjournal »Nature Astronomy«. Wie sich zeigte, kann der Gesteinsplanet LHS 3844 b trotz seiner großen Masse am ehesten als eine stark vergrößerte Ausgabe des sonnennächsten Planeten Merkur beschrieben werden, da er über keine Atmosphäre verfügt.
LHS 3844 b umrundet sein Zentralgestirn in elf Stunden in einem Abstand von nur 900 000 Kilometern. Daher ist es auf seiner Oberfläche sehr heiß; auf der Tagseite dürfte die Temperatur etwa 725 Grad Celsius betragen – das Gestein würde rot glühen. Durch die große Nähe zum Zentralgestirn befindet sich LHS 3844 b in einer gebundenen Rotation. Er wendet seinem Stern also stets die gleiche Seite zu, so wie der Mond der Erde. Das liegt daran, dass seine Rotationsperiode identisch mit der Dauer eines Umlaufs um den Stern ist. Seine Tagseite ist somit immer sehr heiß, während seine immer dunkle Nachtseite deutlich kälter ist. Ohne eine Atmosphäre existieren auf dem Planeten zudem keine Winde, welche die Hitze von der Tag- auf die Nachtseite transportieren könnten.
Dass LHS 3844 b keine Atmosphäre hat, konnte das Team um Zieba anhand von Messdaten des JWST feststellen. Mit dem Mittelinfrarotinstrument MIRI beobachtete es den Stern im Bereich zwischen fünf und zwölf Mikrometern Wellenlänge und konnte dabei Spektren des Sterns mit und ohne Planet aufzeichnen. Dieser läuft aus unserer Sicht periodisch vor seinem Stern vorbei und verfinstert ihn dabei geringfügig – damit ist er ein Transitplanet. Er wurde bereits im Jahr 1998 entdeckt.
Mithilfe der aufgenommenen Spektren ließ sich zudem auf die Zusammensetzung der Oberfläche schließen: Dabei dürfte es sich um eine basaltische Kruste handeln, wie sie auch auf unserem Mond und dem sonnennächsten Planeten Merkur zu finden ist. Darauf deutet ein Vergleich mit Laborspektren hin. Eine granitische Zusammensetzung wie bei der irdischen Kruste lässt sich sicher ausschließen, da durch das Fehlen einer Atmosphäre auch das Wasser für entsprechende chemische Reaktionen fehlt, die solche silikatreichen Gesteine hervorbringen könnten. Basalte passen hingegen gut zu den Daten. Möglicherweise ist LHS 3844 b auch noch vulkanisch aktiv und sorgt dadurch ständig für neuen frischen Basalt.
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