Extreme Klimawelten im TRAPPIST-1-System kartiert
Liége (Belgien) – Mithilfe des James Webb Space Telescope (JWST) ist es erstmals gelungen, detaillierte Klimakarten zweier erdgroßer Exoplaneten zu erstellen. Wie sich zeigt, besitzen die beiden innersten Planeten des Planetensystems um den nahen roten Zwergstern TRAPPIST-1 (TRAPPIST-1b und TRAPPIST-1c) offenbar keine nennenswerten Atmosphären.
Copyright: NASA/JPL-Caltech
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Wie das Team um Michael Gillon von der Universität Liège aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-026-02806-9) berichtet, zeigen die Ergebnisse extreme Temperaturunterschiede: Während die dauerhaften Tagseiten der Planeten auf über 100 bis 200 Grad Celsius aufgeheizt werden, fallen die Temperaturen auf den Nachtseiten unter minus 200 Grad. Es sind diese drastischen Gegensätze die daraufhindeuten, dass beide Himmelskörper über keine dichten Atmosphären verfügen.
Rote Zwerge als häufige, aber problematische Wirtssterne
Das TRAPPIST-1-System kreist um einen sogenannten roten Zwergstern. Diese Sternklasse macht mehr als 75 Prozent aller Sterne in unserer Galaxie aus und gilt daher als besonders relevant für die Suche nach erdähnlichen Planeten. Allerdings bringen diese Sterne erhebliche Probleme mit sich: Sie sind oft äußerst aktiv und setzen ihre Planeten intensiver ultravioletter Strahlung sowie energiereichen Teilchenströmen aus. Diese können vorhandene Atmosphären im Laufe der Zeit abtragen oder sogar vollständig zerstören.
Zudem befinden sich Planeten in der potenziell lebensfreundlichen „habitablen Zone“ solcher Sterne zwangsläufig in sehr geringer Entfernung. Dadurch geraten sie in eine sogenannte gebundene Rotation: Eine Planetenseite zeigt ständig zum Stern, während die andere dauerhaft im Dunkeln liegt – vergleichbar mit dem Erdmond.
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Ewiger Tag und ewige Nacht
Genau diese Gezeitenbindung prägt auch TRAPPIST-1b und TRAPPIST-1c. Die Folge ist ein dauerhaftes Extremklima: Auf der Tagseite herrscht permanente Einstrahlung, während die Nachtseite nie Licht erhält.
Unter normalen Umständen könnte eine Atmosphäre diese Unterschiede ausgleichen, indem sie Wärme von der Tag- zur Nachtseite transportiert. Genau dieser Effekt fehlt jedoch offenbar bei den beiden untersuchten Planeten.
Die Messungen zeigen somit deutlich: Es findet praktisch kein Energietransfer zwischen den Hemisphären statt. Damit bestätigen die Daten die Annahme, dass beide Planeten entweder nie eine stabile Atmosphäre besaßen oder diese im Laufe der Zeit verloren haben.
60 Stunden Beobachtung liefern Klimakarten
Die Grundlage der neuen Erkenntnisse bilden rund 60 Stunden kontinuierlicher Beobachtung im Infrarotbereich. Dabei wurde die Strahlung der Planeten während eines vollständigen Umlaufs um ihren Stern gemessen.
Durch die Analyse dieser Daten konnten die Forschenden erstmals Temperaturverteilungen auf erdgroßen Exoplaneten kartieren. Das Ergebnis ist eindeutig: TRAPPIST-1b erreicht auf der Tagseite Temperaturen von über 200 Grad Celsius, TRAPPIST-1c über 100 Grad. Auf den Nachtseiten fallen die Werte jeweils unter minus 200 Grad.
Dieser extreme Kontrast gilt als klarer Hinweis auf das Fehlen einer dichten Atmosphäre. Wäre eine solche vorhanden, müssten die Temperaturunterschiede deutlich geringer ausfallen.
Die Ergebnisse stützen die These, dass die intensive Strahlung roter Zwergsterne eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung ihrer Planeten spielt. Insbesondere die beiden innersten Planeten des Systems sind dieser Strahlung besonders stark ausgesetzt.
Sollten sie ursprünglich Atmosphären besessen haben, wurden diese höchstwahrscheinlich durch die harschen Bedingungen vollständig abgetragen. Damit liefern die Beobachtungen wichtige Hinweise darauf, warum viele Planeten um rote Zwerge möglicherweise lebensfeindlich sind.
Hoffnung für äußere Planeten bleibt
Trotz der ernüchternden Ergebnisse für TRAPPIST-1b und c richtet sich der Blick nun auf weiter außen liegende Planeten des Systems. Besonders interessant ist TRAPPIST-1e, der sich innerhalb der habitablen Zone befindet – also in jenem Bereich, in dem flüssiges Wasser möglich wäre.
Hier könnten die Bedingungen günstiger sein. Theoretische Modelle gehen davon aus, dass weiter entfernte Planeten ihre Atmosphären eher behalten können. Ein Vergleich mit unserem Sonnensystem zeigt ein ähnliches Muster: Während Merkur keine Atmosphäre besitzt, konnten Venus und Erde ihre Hüllen bewahren.
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Recherchequelle: Universität Bern
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