Veröffentlicht in den 'Astrophysical Journal Letters', hat eine von Caroline Piaulet-Ghorayeb geleitete Studie, Doktorandin am Trottier Institute for Research on Exoplanets (IREx) der Universität Montreal, bedeutende Ergebnisse bezüglich des Exoplaneten GJ 9827 d enthüllt. Früher im Jahr 2024 entdeckten Forscher des IREx Wasser in der Atmosphäre von GJ 9827 d mithilfe von Daten des Hubble-Weltraumteleskops (HST) und machten ihn damit zum kleinsten bekannten Exoplaneten, der etwa doppelt so groß wie die Erde ist und eine bestätigte Atmosphäre besitzt. Die neuesten Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) liefern entscheidende Einblicke, die eine wasserreiche Atmosphäre enthüllen und spannende Möglichkeiten zur Erforschung exoplanetarer Atmosphären eröffnen.
Die Entdeckung von Atmosphären um kleinere, erdgroße Planeten hat sich als erhebliche Herausforderung erwiesen. Die meisten atmosphärischen Studien konzentrierten sich auf größere Gasriesen oder Mini-Neptun-Planeten, die wasserstoffdominierte Atmosphären aufweisen, ähnlich wie Jupiter oder Neptun in unserem Sonnensystem. Laut Piaulet-Ghorayeb sind 'bis jetzt alle Planeten, die wir mit Atmosphären entdeckt haben, riesige Planeten oder bestenfalls Mini-Neptunen.' Im Gegensatz dazu weist GJ 9827 d eine einzigartige Atmosphäre auf, die reich an schwereren Molekülen, einschließlich Wasserdampf, ist, anstatt von Wasserstoff dominiert zu werden.
Das Forschungsteam verwendete die Transmissionsspektroskopie, um das Licht zu analysieren, das durch die Atmosphäre des Planeten strömte, während er seinen Stern überquerte. Durch die Integration von JWST-Daten mit früheren HST-Beobachtungen bestätigten sie, dass die erkannten spektralen Merkmale aus der Atmosphäre des Planeten stammen und nicht durch die Sonne kontaminiert sind. Zwei mögliche Atmosphärenarten für GJ 9827 d wurden identifiziert: eine mit einer bewölkten, wasserstoffdominierten Atmosphäre und Spuren von Wasser, und eine andere mit einer dichteren, wasserreichen Atmosphäre.
Obwohl die hohe Oberflächentemperatur von etwa 350 Grad Celsius es unwahrscheinlich macht, dass Leben existiert, stellt die Entdeckung einen bedeutenden Schritt in der Suche nach erdähnlichen Exoplaneten dar. Piaulet-Ghorayeb bemerkte: 'Das ist ein großer Schritt in Richtung des Ziels, Atmosphären um kleinere, erdähnliche Planeten zu suchen.' Die Entdeckung einer wasserreichen Atmosphäre auf GJ 9827 d unterstützt die Möglichkeit, dass auch andere kleine, felsige Exoplaneten solche Atmosphären haben könnten, was den Weg für zukünftige Erkundungen ebnet.
Wissenschaftler haben schon lange die Existenz von 'Dampfwelten' theoretisiert, Planeten mit dichten, wasserstoffreichen Atmosphären. Diese Planeten umkreisen ihre Sterne so nah, dass Wasser als Dampf existiert, anstatt unter einer Eisschicht. Fortlaufende JWST-Beobachtungen von GJ 9827 d sind geplant, um die Komponenten seiner faszinierenden Atmosphäre weiter zu untersuchen.