James-Webb-Teleskop misst erstmals unregelmäßige Silhouette eines Exoplaneten

Was passiert ist

Mit dem James-Webb-Teleskop ist einem internationalen Team erstmals gelungen, die unregelmäßige Silhouette eines Exoplaneten zu vermessen. Zielobjekt ist WASP-17b, ein Gasriese rund 1.300 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Arbeit wurde am 14. Oktober 2026 in der Fachzeitschrift "Nature Astronomy" veröffentlicht und gemeinsam von Forschenden der Cornell University (USA) und der University of Bristol (Großbritannien) geleitet.

Bisher wurden Exoplaneten bei ihren Durchgängen vor dem Stern meist als geometrisch gleichmäßige Scheiben behandelt – mit einem einzigen Radius für den gesamten Umriss. Genau diese Annahme wollte das Team um Lili Alderson, Postdoc an Cornell und Erstautorin, überprüfen. Ergebnis: Der Planet bleibt zwar näherungsweise kugelförmig, seine Atmosphäre dagegen nicht. Eine Seite des Randes ist deutlich stärker aufgebläht als die gegenüberliegende.

Die Ursache: 650 Grad Temperaturunterschied

WASP-17b zählt zu den sogenannten "heißen Jupitern". Der Planet umkreist seinen Stern so nah, dass er einen Umlauf in nur 3,7 Erdtagen absolviert. Wegen der Gezeitenbindung bleibt eine Seite dauerhaft zum Stern gerichtet, während die andere in永久er Nacht liegt. Daraus entstehen erhebliche Temperaturunterschiede: An der Morgengrenze bestimmten die Forschenden rund 858 Kelvin, an der Abendgrenze rund 1.522 Kelvin – eine Differenz von etwa 650 Grad Celsius. Heißes Gas dehnt sich stärker aus als kaltes, weshalb der Abendrand stärker vorsteht. Die Messwerte decken sich laut University of Bristol mit den Vorhersagen der Zirkulationsmodelle.

Die Methode: den Rand abtasten statt einen Ring anzunehmen

Ermöglicht wurde das Ergebnis durch eine neue Technik namens "transmission strings" (Transmissionsketten), entwickelt von David Grant und Hannah Wakeford von der University of Bristol. Anders als die etablierte Eclipse-Mapping-Methode, die das Licht analysiert, wenn der Planet hinter seinen Stern wandert, verfolgt das neue Verfahren den Planeten direkt während seines Vorüberzugs vor der Scheibe. Gemessen wird, wie Sternenlicht aus unterschiedlichen Winkeln durch den Atmosphärenrand (Limb) filtert. Daraus lässt sich der scheinbare Abstand vom Zentrum zur Oberfläche punktweise bestimmen statt pauschal zu unterstellen.

Alderson dazu sinngemäß übersetzt aus dem Englischen: "Statt anzunehmen, dass die Atmosphäre ein Kreis mit überall demselben Radius ist, erlaubt unsere Technik, unterschiedliche Entfernungen vom Zentrum bis zum Rand zu bestimmen."

Für die Auswertung kombinierten die Forschenden die James-Webb-Instrumente NIRISS, NIRSpec und MIRI und deckten damit Wellenlängen von 0,6 bis 12 Mikrometern ab. Anders als beim klassischen Transitmapping erhielten sie nicht ein einziges gemitteltes Spektrum, sondern konnten einzelne atmosphärische Regionen getrennt untersuchen – verschiedene Breitengrade sowie Morgen- und Abendrand. Die Verteilung von Wasserdampf und Kohlendioxid erwies sich dabei als mit einheitlichen Werten über den untersuchten Rand hinweg vereinbar.

Warum das relevant ist

Bei inzwischen über 6.000 bestätigten Exoplaneten bietet die Methode erstmals einen mathematischen Rahmen, der die Dreidimensionalität solcher Welten aus Instrumentendaten auflöst. WASP-17b gilt laut dem Team dadurch als Referenzlabor, an dem sich künftige Wetter- und Klimamodelle für Exoplaneten kalibrieren lassen.

Wichtig zur Einordnung: Fotografiert wurde kein verformter Planet. Rekonstruiert wurde die scheinbare Form der Atmosphäre während des Durchgangs, geprägt von Temperaturunterschieden und Lichtabsorption. WASP-17b bleibt ein annähernd kugelförmiger Gasriese – etwa doppelt so groß im Radius wie Jupiter, aber mit nur rund halb so viel Masse, was die außergewöhnlich ausgedehnte Atmosphäre erklärt.

Wie es weitergeht

Die Astronominnen und Astronomen wollen vergleichbare Methoden an weiteren Gasriesen anwenden, um zu prüfen, wie sich deren Atmosphären mit Temperatur, Zusammensetzung und Windzirkulation verändern.

Was ist noch unklar

Bisher wurde die Methode an genau einem Planeten erprobt. Ob sie sich auf kleinere oder felsige Exoplaneten übertragen lässt, steht in den Quellen nicht. Ebenfalls offen ist, wie groß der Beitrag der Gezeitenbindung im Vergleich zu anderen Effekten ist. Ein 2023 mit dem NASA-Teleskop gemeldeter Nachweis von Quarznanokristallen in den Wolken von WASP-17b wird als weiterer Befund für denselben Planeten erwähnt, aber nicht mit der neuen Studie verknüpft.