{"id":140431,"date":"2026-05-05T03:28:13","date_gmt":"2026-05-05T03:28:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/140431\/"},"modified":"2026-05-05T03:28:13","modified_gmt":"2026-05-05T03:28:13","slug":"astronomen-untersuchen-die-oberflaechenbeschaffenheit-einer-nahen-supererde","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/140431\/","title":{"rendered":"Astronomen untersuchen die Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit einer nahen Supererde"},"content":{"rendered":"

Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop James Webb lassen auf Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit eines fernen Exoplaneten schlie\u00dfen<\/p>\n

\"Ein<\/p>\n

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Diese hochaufl\u00f6sende Aufnahme des Planeten Merkur \u00e4hnelt vermutlich dem Gesteins-Exoplaneten LHS\u00a03844\u00a0b. Ergebnisse von JWST-Beobachtungen deuten auf einen Gesteinsplaneten ohne nennenswerte Atmosph\u00e4re mit einer dunklen, basalt\u00e4hnlichen Oberfl\u00e4che hin, die wahrscheinlich durch Strahlung und Meteoriteneinschl\u00e4ge beeintr\u00e4chtigt ist.<\/p>\n

\n \u00a9 NASA\/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory\/Carnegie Institution of Washington (Ausschnitt)<\/a>\n <\/p>\n

\n Diese hochaufl\u00f6sende Aufnahme des Planeten Merkur \u00e4hnelt vermutlich dem Gesteins-Exoplaneten LHS\u00a03844\u00a0b. Ergebnisse von JWST-Beobachtungen deuten auf einen Gesteinsplaneten ohne nennenswerte Atmosph\u00e4re mit einer dunklen, basalt\u00e4hnlichen Oberfl\u00e4che hin, die wahrscheinlich durch Strahlung und Meteoriteneinschl\u00e4ge beeintr\u00e4chtigt ist.\n <\/p>\n

Auf den Punkt gebrachtBeobachtungen durch das JWST: Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop zeigen, dass der Gesteinsplanet LHS\u00a03844\u00a0b eine dunkle, hei\u00dfe Oberfl\u00e4che besitzt und \u00fcber keine Atmosph\u00e4re verf\u00fcgt.Zusammensetzung der Oberfl\u00e4che: Die Daten deuten darauf hin, dass die Oberfl\u00e4che des Planeten wahrscheinlich aus Basalt oder Mantelgestein besteht. Eine Zusammensetzung, die der silikatreichen Erdkruste \u00e4hnelt, kann ausgeschlossen werden.Geologische Aktivit\u00e4t: Da keine Spuren vulkanischer Gase nachgewiesen wurden, legen die Ergebnisse nahe, dass LHS\u00a03844\u00a0b \u00fcber einen langen Zeitraum hinweg geologisch inaktiv war.<\/p>\n

Mithilfe des Instruments Miri (Mid-Infrared Instrument) an Bord des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) untersuchte ein Forschungsteam die Oberfl\u00e4chenzusammensetzung des Gesteinsplaneten LHS\u00a03844\u00a0b. Geleitet wurde die Gruppe von Sebastian Zieba (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA), einem ehemaligen Doktoranden am Max-Planck-Institut f\u00fcr Astronomie\u00a0 in Heidelberg, sowie von Laura Kreidberg, Direktorin am Institut und wissenschaftliche Leiterin der Studie. \u00dcber die Bestimmung von Exoplaneten-Atmosph\u00e4ren hinaus stellt die Entschl\u00fcsselung geologischer Eigenschaften von Planeten, die ferne Sterne umkreisen, den n\u00e4chsten Schritt dar, um deren Beschaffenheit grundlegend zu verstehen. Denn irdische Teleskope sind nicht gro\u00df genug, um die Oberfl\u00e4che von Planeten jenseits des Sonnensystems und Strukturen darauf aufzul\u00f6sen. Entdeckt werden Exoplaneten entweder indirekt, durch ihren Einfluss auf den Heimatstern, oder in wenigen F\u00e4llen direkt, indem immerhin schwach leuchtende Punkte fotografiert wurden. Aussagen \u00fcber die Oberfl\u00e4che und klimatischen Bedingungen auf Exoplaneten entstehen durch zus\u00e4tzliche Informationen \u00fcber das Planetensystem und die vorherrschenden Bedingungen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung wurden in der Fachzeitschrift Nature Astronomy ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

Eine dunkle Gesteinswelt ohne Atmosph\u00e4re<\/p>\n

LHS\u00a03844\u00a0b ist ein Gesteinsplanet, der etwa 30 Prozent gr\u00f6\u00dfer als die Erde ist und sich in einer Entfernung von 48,5 Lichtjahren zur Erde befindet. Er umkreist einen k\u00fchlen Roten Zwergstern in nur rund elf Stunden in einer Entfernung von lediglich drei Sterndurchmessern oberhalb der Sternoberfl\u00e4che. Dabei weist er eine gebundene Rotation auf. Das bedeutet, dass seine Eigenrotation genauso lange dauert wie ein Umlauf um den Stern. Infolgedessen weist der Planet dem Stern immer dieselbe Seite zu. Auf dieser permanenten Tagseite betr\u00e4gt die Durchschnittstemperatur etwa 1000 Kelvin (ca. 725 Grad Celsius).<\/p>\n

Dank der au\u00dferordentlichen Empfindlichkeit des JWST k\u00f6nnen wir Licht auffangen, das direkt von der Oberfl\u00e4che dieses fernen Gesteinsplaneten stammt. Wir ermitteln daraus eine dunkle, hei\u00dfe und karge Gesteinswelt ohne jegliche Atmosph\u00e4re<\/p>\n

Laura Kreidberg, MPIA<\/p>\n

LHS\u00a03844\u00a0b \u00e4hnelt mit seiner dunklen Oberfl\u00e4che im Wesentlichen einer gr\u00f6\u00dferen Version des Mondes oder des Planeten Merkur. Diese Schlussfolgerung basiert auf der Analyse der Infrarotstrahlung, die von der hei\u00dfen Tagseite des Planeten ausgeht. Bei der Messung dieser Strahlung kann der Planet jedoch nicht direkt abgebildet werden; stattdessen registrieren die Forschenden lediglich die periodischen Helligkeitsschwankungen des kombinierten Lichts des Sterns und des Planeten w\u00e4hrend des Umlaufs.<\/p>\n

Da Instrument Miri zerlegte einen Teil der Infrarotstrahlung des Planeten im Bereich von 5 bis 12 Mikrometern in kleinere Wellenl\u00e4ngenabschnitte und ma\u00df die Helligkeit f\u00fcr jedes dieser Intervalle. Dies bezeichnen Astronomen als Spektrum \u2013 eine regenbogenartige Verteilung der einzelnen Komponenten des Lichts. Ein weiterer Datenpunkt, der aus Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop stammt und vor einigen Jahren ver\u00f6ffentlicht wurde, erg\u00e4nzte die Analyse.<\/p>\n

Absch\u00e4tzung der geologischen Aktivit\u00e4t<\/p>\n

\"Vergleich<\/p>\n

\"Vergleich<\/p>\n

Infrarotspektrum der hei\u00dfen Tagesseite von LHS\u00a03844\u00a0b, ermittelt anhand ihres Helligkeitskontrasts zum Wirtsstern in ppm (parts per million = 0.0001 %) bei unterschiedlichen Wellenl\u00e4ngen. Die Beobachtungsdaten der Weltraumteleskope James Webb und Spitzer deuten auf Planetenmantel- oder Lavagestein hin, wobei eine erd\u00e4hnliche Kruste ausgeschlossen wird.<\/p>\n

\n \u00a9 Sebastian Zieba et al.\/MPIA\n <\/p>\n

\n Infrarotspektrum der hei\u00dfen Tagesseite von LHS\u00a03844\u00a0b, ermittelt anhand ihres Helligkeitskontrasts zum Wirtsstern in ppm (parts per million = 0.0001 %) bei unterschiedlichen Wellenl\u00e4ngen. Die Beobachtungsdaten der Weltraumteleskope James Webb und Spitzer deuten auf Planetenmantel- oder Lavagestein hin, wobei eine erd\u00e4hnliche Kruste ausgeschlossen wird.\n <\/p>\n

\n \u00a9 Sebastian Zieba et al.\/MPIA\n <\/p>\n

\u00c4hnlich wie die Erforschung von Exoplaneten-Atmosph\u00e4ren von der Klimawissenschaft profitiert hat, greift das aufstrebende Feld der Exoplanetengeologie auf geologische Erkenntnisse der Erde zur\u00fcck. Sebastian Zieba, Laura Kreidberg und ihr Team nutzten Modelle sowie Datenbanken mit Referenzspektren von Gesteinen und Mineralien, die von der Erde, dem Mond und dem Mars bekannt sind. So untersuchten sie, welche Infrarotsignaturen diese unter den Bedingungen auf LHS\u00a03844\u00a0b erzeugen w\u00fcrden. Der Vergleich der Beobachtungsdaten mit diesen Berechnungen schloss eine Zusammensetzung, die der Erdkruste \u00e4hnelt \u2013 bestehend aus typischen silikatreichen Gesteinen wie Granit \u2013 sicher aus.<\/p>\n

Obwohl dieses Ergebnis wenig \u00fcberraschend ist \u2013 selbst im Sonnensystem besitzt nur die Erde eine solche Kruste \u2013, gibt es Aufschluss \u00fcber die geologische Geschichte von LHS\u00a03844\u00a0b. Man geht davon aus, dass erd\u00e4hnliche, silikatreiche Krusten durch eine langwierige Anreicherung entstehen, die tektonische Aktivit\u00e4t und \u00fcblicherweise Wasser als Schmiermittel ben\u00f6tigt. Dabei schmilzt und erstarrt das Gesteinsmaterial wiederholt, w\u00e4hrend es mit Mantelmaterial vermischt wird, wodurch die leichteren Minerale an der Oberfl\u00e4che zur\u00fcckbleiben.<\/p>\n

\u201eDa LHS\u00a03844\u00a0b keine solche Silikatkruste besitzt, l\u00e4sst sich schlussfolgern, dass eine erd\u00e4hnliche Plattentektonik auf diesem Planeten entweder nicht existiert oder ineffektiv ist\u201c, sagt Sebastian Zieba. \u201eDieser Planet enth\u00e4lt wahrscheinlich nur wenig Wasser.\u201c<\/p>\n

Was kann man \u00fcber die Gesteinsoberfl\u00e4che des Exoplaneten lernen?<\/p>\n

\"Eine<\/p>\n

\"Eine<\/p>\n

Eine Nahaufnahme des Stiefelabdrucks eines Astronauten im feinpulvrigen lunaren Regolith w\u00e4hrend der Au\u00dfenbordaktivit\u00e4ten (EVA) von Apollo 11 auf dem Mond. \u00c4hnliche Bedingungen k\u00f6nnten auf dem Exoplaneten LHS 3844 b herrschen, bedingt durch langanhaltende Weltraumverwitterung infolge der stellaren Einstrahlung und Meteoriteneinschl\u00e4ge.<\/p>\n

\n \u00a9 NASA<\/a>\n <\/p>\n

\n Eine Nahaufnahme des Stiefelabdrucks eines Astronauten im feinpulvrigen lunaren Regolith w\u00e4hrend der Au\u00dfenbordaktivit\u00e4ten (EVA) von Apollo 11 auf dem Mond. \u00c4hnliche Bedingungen k\u00f6nnten auf dem Exoplaneten LHS 3844 b herrschen, bedingt durch langanhaltende Weltraumverwitterung infolge der stellaren Einstrahlung und Meteoriteneinschl\u00e4ge.\n <\/p>\n

Stattdessen deutet die dunkle Oberfl\u00e4che auf eine Zusammensetzung hin, die an irdischen oder lunaren Basalt oder an Erdmantelmaterial erinnert. Die Astronominnen und Astronomen strebten jedoch eine noch detailliertere Charakterisierung an. Eine statistische Analyse, wie gut das gemessene Spektrum mit verschiedenen Mineralmischungen und Oberfl\u00e4chenstrukturen \u00fcbereinstimmt, ergab, dass ausgedehnte, feste Ebenen aus Basalt oder magmatischem Gestein die Beobachtungen am besten erkl\u00e4ren. Solche Gesteine sind reich an Magnesium und Eisen und k\u00f6nnen das Mineral Olivin enthalten. Auch zerkleinertes Material wie Gesteinsbrocken oder Ger\u00f6ll passt recht gut zu den Daten. Hingegen sind feine K\u00f6rner oder ein pulvriges Material nicht mit den Beobachtungen vereinbar, da diese \u2013 zumindest auf den ersten Blick \u2013 ein helleres Erscheinungsbild aufweisen w\u00fcrden.<\/p>\n

Ohne eine sch\u00fctzende Atmosph\u00e4re sind Planeten der sogenannten Weltraumverwitterung ausgesetzt. Diese wird prim\u00e4r durch die harte, energiereiche Strahlung des Zentralsterns sowie durch Einschl\u00e4ge von Meteoriten unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe vorangetrieben. \u201eEs zeigt sich, dass diese Prozesse das harte Gestein nicht nur langsam in Regolith zersetzen \u2013 eine Schicht aus feinen K\u00f6rnern, wie man sie vom Mond kennt\u201c, erkl\u00e4rt Sebastian Zieba. \u201eSie machen diese Schicht zudem dunkler, indem sie Eisen und Kohlenstoff anreichern. Dadurch entsprechen die Eigenschaften des verwitterten, pulvrigen Regoliths eher den Beobachtungen.\u201c<\/p>\n

Geologisch jung oder verwittert? Zwei m\u00f6gliche Szenarien<\/p>\n

Diese Analyse f\u00fchrt die Astronominnen und Astronomen zu zwei Szenarien f\u00fcr die Planetenoberfl\u00e4che, die gleicherma\u00dfen gut mit den Daten \u00fcbereinstimmen. Das erste Szenario beschreibt eine Oberfl\u00e4che, die von dunklem, festem Gestein aus basaltischen oder magmatischen Mineralen gepr\u00e4gt ist. Da die Weltraumverwitterung die Eigenschaften solchen Gesteins auf geologischen Zeitskalen vergleichsweise schnell ver\u00e4ndert, folgern die Forschenden, dass die Oberfl\u00e4che in diesem Fall relativ jung sein m\u00fcsste \u2013 entstanden durch k\u00fcrzliche geologische Aktivit\u00e4ten wie weitr\u00e4umigen Vulkanismus.<\/p>\n

Das zweite Szenario geht ebenfalls von einer dunklen Oberfl\u00e4che aus, vergleichbar mit der des Mondes oder des Merkurs. Es ber\u00fccksichtigt jedoch eine langanhaltende Weltraumverwitterung, die zur Entstehung ausgedehnter Regionen f\u00fchrt, die von einer dunklen Regolithschicht bedeckt sind. Dabei handelt es sich um jenes feine Pulver, das auch auf dem Mond vorkommt, wie die legend\u00e4ren Aufnahmen der Fu\u00dfabdr\u00fccke der Astronauten belegen. Diese Alternative setzt l\u00e4ngere Zeitr\u00e4ume geologischer Inaktivit\u00e4t voraus und erfordert damit Bedingungen, die dem ersten Szenario widersprechen.<\/p>\n

Kl\u00e4rung der geologischen Verh\u00e4ltnisse<\/p>\n

Die beiden Szenarien unterscheiden sich ma\u00dfgeblich in der Intensit\u00e4t der geologischen Aktivit\u00e4t, die f\u00fcr die jeweilige Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit erforderlich w\u00e4re. Auf der Erde und anderen aktiven Himmelsk\u00f6rpern im Sonnensystem sind vulkanische Ausgasungen ein typisches Begleitmerkmal solcher Prozesse. Schwefeldioxid (SO\u2082) ist ein Gas, das h\u00e4ufig mit Vulkanismus in direktem Zusammenhang steht. W\u00e4re es auf LHS\u00a03844\u00a0b in nennenswerten Mengen vorhanden, h\u00e4tte MIRI es nachweisen m\u00fcssen. Da jedoch keine entsprechenden Spuren festgestellt wurden, gilt eine Phase rezenter vulkanischer Aktivit\u00e4t als unwahrscheinlich. Dies veranlasst die Astronominnen und Astronomen, das zweite Szenario zu bevorzugen. Sollte dies zutreffen, k\u00f6nnte LHS\u00a03844\u00a0b dem Planeten Merkur tats\u00e4chlich sehr \u00e4hnlich sehen.<\/p>\n

Um diese Hypothese zu \u00fcberpr\u00fcfen, werten Sebastian Zieba, Laura Kreidberg und ihr Team bereits weitere Beobachtungsdaten des JWST aus. Diese erm\u00f6glichen es, die Oberfl\u00e4chenbedingungen durch die Analyse feiner Unterschiede in der Lichtemission und -reflexion von massivem Gestein gegen\u00fcber feinem Sand oder Pulver genauer zu bestimmen. Die Verteilung der Emissionswinkel h\u00e4ngt von der Oberfl\u00e4chenrauheit ab, die wiederum die beobachtete Helligkeit bei einem bestimmten Blickwinkel beeinflusst. Dieses Verfahren wird bereits erfolgreich zur Charakterisierung von Asteroiden im Sonnensystem eingesetzt. \u201eWir sind zuversichtlich, dass uns dieselbe Technik erlauben wird, die Beschaffenheit der Kruste von LHS\u00a03844\u00a0b und k\u00fcnftig auch die anderer Gesteins-Exoplaneten zu kl\u00e4ren\u201c, schlie\u00dft Kreidberg.<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

Hintergrundinformationen<\/p>\n

Vonseiten des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Astronomie (MPIA) war Laura Kreidberg als einzige Astronomin an dieser Studie beteiligt.<\/p>\n

Weiterhin waren unter anderem beteiligt: Sebastian Zieba (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA), Brandon P. Coy (Department of the Geophysical Sciences, University of Chicago, USA), Aaron Bello-Arufe (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA [JPL]), Kimberly Paragas (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, USA), Xintong Lyu (Peking-Universit\u00e4t, Peking, China), Renyu Hu (The Pennsylvania State University, University Park, USA und JPL), Aishwarya Iyer (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA) sowie Kay Wohlfarth (Technische Universit\u00e4t Dortmund, Deutschland).<\/p>\n

Die dieser Studie zugrunde liegenden Beobachtungen mit dem JWST wurden im Rahmen des \u201eGeneral Observer\u201c-Programms #1846 durchgef\u00fchrt (wissenschaftliche Leitung: Laura Kreidberg; Co-Leitung: Renyu Hu). Der Titel des Programms lautet: \u201eA Search for Signatures of Volcanism and Geodynamics on the Hot Rocky Exoplanet LHS\u00a03844\u00a0b\u201c.<\/p>\n

Dem MIRI-Konsortium geh\u00f6ren folgende Mitgliedstaaten der ESA (Europ\u00e4ische Weltraumorganisation) an: Belgien, D\u00e4nemark, Deutschland, Frankreich, Irland, die Niederlande, Schweden, die Schweiz, Spanien und das Vereinigte K\u00f6nigreich. Die Arbeit des Konsortiums wird von nationalen Wissenschaftsorganisationen finanziert \u2013 in Deutschland von der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) und dem Deutschen Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR). Zu den beteiligten deutschen Institutionen geh\u00f6ren das Max-Planck-Institut f\u00fcr Astronomie in Heidelberg, die Universit\u00e4t zu K\u00f6ln und die Hensoldt AG in Oberkochen (ehemals Carl Zeiss Optronics).<\/p>\n

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit f\u00fchrende Observatorium f\u00fcr die Weltraumforschung. Es handelt sich um ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA und CSA (Kanadische Weltraumorganisation).<\/p>\n

Das Spitzer-Weltraumteleskop wurde vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) des California Institute of Technology im Auftrag der NASA betrieben.<\/p>\n

F\u00fcr die deutsche Version kam in einem Zwischenschritt ein Sprachmodell zum Einsatz, das bei der \u00dcbersetzung der englischen Vorlage des Autors half.<\/p>\n

MN<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop James Webb lassen auf Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit eines fernen Exoplaneten schlie\u00dfen Diese hochaufl\u00f6sende Aufnahme des Planeten…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":140432,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[16],"tags":[699,46,42,46655,46653,46656,29811,46654,44,97,96,101,98,17400,100,99],"class_list":{"0":"post-140431","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-wissenschaft-technik","8":"tag-astronomie","9":"tag-at","10":"tag-austria","11":"tag-basaltische-oberflaeche","12":"tag-exoplanet-lhs-3844-b","13":"tag-geologische-aktivitaet","14":"tag-james-webb-teleskop","15":"tag-oberflaechenbeschaffenheit","16":"tag-oesterreich","17":"tag-science","18":"tag-science-technology","19":"tag-technik","20":"tag-technology","21":"tag-weltraumforschung","22":"tag-wissenschaft","23":"tag-wissenschaft-technik"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@at\/116519849732291226","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/140431","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=140431"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/140431\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media\/140432"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=140431"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=140431"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=140431"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}