Erste 3D-Atmosphärenkarte eines Exoplaneten enthüllt extreme Temperaturzonen

Astronomen haben einen bedeutenden Meilenstein in der Erforschung von Exoplaneten erreicht: die erste dreidimensionale Karte der Atmosphäre eines fremden Himmelskörpers wurde erstellt. Im Fokus dieser bahnbrechenden Arbeit stand der ultraheiße Jupiter WASP-18b, der sich etwa 400 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet und eine Masse besitzt, die rund zehnmal so groß ist wie die unseres Jupiters. Die Forschungsergebnisse, die am 28. Oktober 2025 in der Fachzeitschrift Nature Astronomy publiziert wurden, markieren einen Wendepunkt für das Verständnis der Dynamik entfernter Welten.

Grundlage dieser Errungenschaft ist die innovative Methode der 3D-Eklipsen-Kartierung, auch bekannt als spektroskopische Eklipsen-Kartierung. Diese Technik nutzt die hochsensiblen Instrumente des James Webb Space Telescope (JWST), um winzige Schwankungen der Lichtwellenlängen zu erfassen, während der Exoplanet hinter seinem Zentralstern verschwindet. Durch die Analyse dieser spektralen Veränderungen können Wissenschaftler die Temperaturverteilung über Breitengrade, Längengrade und Höhenschichten des Planeten präzise rekonstruieren. Dieses Vorgehen baut auf früheren zweidimensionalen Modellen auf, ermöglicht nun jedoch eine wesentlich vielschichtigere Sichtweise, vergleichbar mit den ersten detaillierten Beobachtungen der Strukturen unseres eigenen Jupiters.

Die resultierende dreidimensionale Darstellung von WASP-18b offenbarte eine klare thermische Struktur: einen zentralen, extrem heißen Fleck, der von einer kühleren Ringstruktur auf der Tagseite des Planeten umgeben ist. Diese Ungleichmäßigkeit deutet darauf hin, dass die atmosphärischen Winde des Planeten nicht ausreichen, um die immense Hitze gleichmäßig zu verteilen. Die Forscher, darunter Megan Wiener Mansfield von der University of Maryland und Jake Turner von der Cornell University, stellten fest, dass dieser zentrale Hotspot niedrigere Konzentrationen an Wasserdampf aufwies als der atmosphärische Durchschnitt.

Diese Beobachtung bestätigt theoretische Annahmen: Die immense Hitze in dieser zentralen Region führt zur thermischen Dissoziation von Wassermolekülen, was bedeutet, dass H2O buchstäblich in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Die Arbeit wurde maßgeblich von Ryan Challener von der Cornell University mitgeleitet, der die Messung dieser winzigen Lichtanteile als außerordentlich herausfordernd beschrieb, da Exoplaneten oft weniger als ein Prozent der Helligkeit ihres Sterns ausstrahlen. Diese bahnbrechende Technik eröffnet ein neues Fenster zur Untersuchung von Exoplanetensystemen und deren chemischer Zusammensetzung, insbesondere bei den „Hot Jupiters“, die Hunderte der über 6.000 bisher bestätigten Exoplaneten ausmachen.