NASA entdeckt riesigen Methan-Gasriesen in der „Goldilocks"-Zone

Technik und Auswirkungen

Mai im „Astronomical Journal" veröffentlicht. „Einer der Hauptvorteile ßerhalb unseres Sonnensystems, den Exoplaneten, besteht darin, dass viele verschiedene Planetentypen untersucht werden können – insbesondere solche, die wir im Sonnensystem nicht sehen –, um zu verstehen, wie sich planetare Systeme bilden und entwickeln", sagte Renyu Hu, Associate Professor für Astronomie und Astrophysik am Eberly College of Science der Penn State und Leiter des Forschungsteams.

Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten im Jahr 1992 durch ein Team unter der Leitung Pennsylvania State University haben Astronomen Tausende wenige große, gemäßigte Exoplaneten sind bekannt. Dies ist das erste Mal, dass die Atmosphäre eines solchen Objekts im Detail analysiert werden konnte.

TOI-199b umkreist einen Stern, der mehr als 330 Lichtjahre, und vollendet eine Umlaufbahn etwa alle. Die geschätzte Temperatur beträgt rund 175 Grad Fahrenheit. Obwohl dies nach menschlichen Maßstäben immer noch extrem heiß ist, ist sie deutlich weniger intensiv als die Temperaturen, die bei „heißen Jupitern" vorkommen.

Was die Studie zeigt

Die Forscher stellten fest, dass ähnliche Temperaturen auch im Inneren, die direkt der prallen Sonne ausgesetzt sind. Damit ist TOI-199b deutlich wärmer als die gefrorenen Gasriesen unseres Sonnensystems, aber deutlich kühler als die überhitzten Gasriesen, die häufig um andere Sterne untersucht werden.

Um die Atmosphäre 199b zu untersuchen, setzten Astronomen die Methode der Transmissionsspektroskopie ein. Bei dieser Technik wird gemessen, wie sich das Sternenlicht verändert, während es durch die Atmosphäre eines Planeten hindurchtritt, wenn der Planet aus vor seinem Stern vorbeizieht.

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) trennt das ankommende Sternenlicht in verschiedene Wellenlängen auf, ähnlich wie ein Prisma weißes Licht in ein Regenbogen-Spektrum zerlegt. „Wenn ein Planet vor einem Stern vorbeizieht, dringt ein Teil des Sternenlichts durch die Atmosphäre des Planeten und interagiert dort mit den Elementen und Molekülen in der Atmosphäre", sagte Aaron Bello-Arufe, Postdoktorand am Jet Propulsion Laboratory (JPL) und Erstautor der Studie.

Technik und Auswirkungen

Er ergänzte, dass die Forscher feststellten, die Atmosphäre blockiere die Wellenlängen, die vom Methan absorbiert werden. Modelle zur Zusammensetzung temperierter Gasriesen-Exoplaneten hatten vorhergesagt, dass diese Methan enthalten würden; daher ist es erfreulich, eine Bestätigung dafür zu erhalten, dass die Theorien zutreffend sind.

Die Beobachtungen deuten zudem darauf hin, dass Ammoniak und Kohlendioxid in der Atmosphäre vorhanden sein könnten. „Mit weiteren Beobachtungen dieses Planeten könnten wir die relative Häufigkeit dieser verschiedenen Gase in seiner Atmosphäre bestimmen", sagte Hu. „Dieses umfassendere Bild der Atmosphäre eines temperierten Gasriesen kann genutzt werden, um unsere Modelle zu verbessern und potenziell besser zu verstehen, wie Planeten und ihre Atmosphären entstehen und sich entwickeln, einschließlich der Erde." Der Erfolg dieser ersten Studie zur Atmosphäre eines temperierten Gasriesen gebe auch das Vertrauen, weitere Ressourcen und Beobachtungszeit für die Untersuchung anderer ähnlicher Planeten einzusetzen.

Ziel sei es daraufhin zu prüfen, ob dieser Planet einzigartig ist oder ob dieser Planetentyp gemeinsame Merkmale aufweist.

Was die Studie zeigt

Die Studie trägt den Titel „Methan auf dem gemäßigt temperierten Exoplaneten TOI-199 b" und wurde, Renyu Hu, Mantas Zilinskas, Jeehyun Yang, Armen Tokadjian, Luis Welbanks, Guangwei Fu, Michael Greklek-McKeon, Mario Damiano, Jonathan Gomez Barrientos, Heather A. Knutson, David K. Sing und Xi Zhang verfasst.

Sie erscheint im „The Astronomical Journal" vom 20. Mai 2026 unter der DOI: 10.3847/1538-3881/ae4fba.

Zur Forschungsgruppe gehörten zudem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Arizona State University, der Johns Hopkins University, des Carnegie Institution for Science, des California Institute of Technology und der University of California, Santa Cruz. Die Studie wurde durch ein Stipendium des Space Telescope Science Institute.