Vor rund zehn Jahren wurde das Planetensystem von TRAPPIST-1 entdeckt, das aus sieben Planeten von ungefährer Erdgröße und Masse besteht, die sich dicht um den Roten Zwerg drängen. Drei von ihnen, die Welten TRAPPIST-1d, -1e und -1f, befinden sich in einem Abstand zu ihrem leuchtschwachen Zentralgestirn, der bei Vorhandensein einer Atmosphäre das Vorkommen von Ozeanen aus flüssigem Wasser ermöglichen würde. Und genau bei den Atmosphären könnte es hapern, denn zumindest die beiden innersten Planeten TRAPPIST-1b und -1c weisen nach Messdaten des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) keine Gashülle auf, wie ein Forschungsteam um Michaël Gillon von der belgischen Universität Lüttich feststellte. Es veröffentlichte seine Erkenntnisse in der Fachzeitschrift »Nature Astronomy«.

Die Gruppe um Gillon konnte sich 60 Stunden der extrem begehrten Beobachtungszeit des JWST sichern, da TRAPPIST-1 eines der interessantesten Exoplanetensysteme unter den mehr als 8000 bekannten Exoplaneten ist. Es ähnelt in seiner Struktur dem inneren Sonnensystem mit den vier Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars, allerdings ist es sehr viel kompakter und würde in der Umlaufbahn des sonnennächsten Planeten Merkur bequem Platz finden. Die Messungen mit dem JWST zeigen, dass es auf den beiden innersten Planeten extrem unterschiedliche Temperaturbereiche gibt. Wegen ihres geringen Abstands zum Zentralgestirn rotieren alle Planeten von TRAPPIST-1 gebunden, das heißt, die Dauer ihrer Rotation um sich selbst entspricht jeweills ihrer Umlaufperiode. Somit wenden sie ihrem Stern stets die gleiche Seite zu, so wie der Mond der Erde. Sie sind also auf der Tagseite wesentlich heißer als auf der Nachtseite, insbesondere die beiden innersten Welten, die nur wenige Millionen Kilometer von ihrem Stern entfernt sind.

Dies würde sich deutlich ausgleichen, wenn beide Welten über eine dichte Atmosphäre verfügten, welche die Wärme von der Tagseite durch kräftige Winde auf die Nachtseite transportieren würde und dann von dort wieder kühlere Luft auf die Tagseite gelangte. Wie die neuen Daten vom JWST nun belegen, ist die Tagseite des innersten Planeten TRAPPIST-1b etwa 200 Grad Celsius heiß, die Nachtseite dagegen kommt auf eine Temperatur von minus 200 Grad Celsius – eine Differenz von rund 400 Grad Celsius. Beim Nachbarn TRAPPIST-1c betragen die Werte 100 Grad Celsius auf der Tagseite und ebenfalls minus 200 Grad Celsius auf der Nachtseite – Differenz also 300 Grad Celsius. Solche extremen Temperaturunterschiede sind nur auf atmosphärelosen Himmelskörpern möglich.

Wahrscheinlich hat der Rote Zwerg kurz nach seiner Entstehung extrem starke Sternwinde ausgestoßen, welche die Atmosphären zumindest der beiden innersten Planeten weggeblasen haben. Zudem kommt es auch heute noch bei TRAPPIST-1 zu starken Eruptionen, den Flares, bei denen große Mengen an heißen Gasen ausgestoßen werden und viel ultraviolette Strahlung freigesetzt wird. Jetzt wird es spannend, wie es bei den weiter außen befindlichen Planeten aussieht, die nur wenige Millionen Kilometer von ihren innersten Geschwistern entfernt sind. Derzeit beobachtet das Team um Gillon mit dem JWST den Planeten TRAPPIST-1e, der zumindest im Hinblick auf seinen Abstand zum Roten Zwerg am vielversprechendsten aussieht. Die Frage ist auch hier: Hat er eine Atmosphäre oder ist er ebenfalls eine luftlose Felskugel im All, ähnlich wie Merkur?