JWST misst die ungleichmäßige Atmosphäre von WASP-17b

Ein von der Cornell University geführtes Team hat mit Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops die Atmosphäre des heißen Gasriesen WASP-17b in mehr als 1.000 Lichtjahren Entfernung rundum kartiert. Die Arbeit erschien am 14. Oktober 2026 in "Nature Astronomy".

Der Rand ist kein Kreis

WASP-17b umkreist seinen Stern in geringer Entfernung: Die Gleichgewichtstemperatur liegt bei 1.760 K, der Radius bei 1,9 Jupiterradien, die Masse bei 0,5 Jupitermassen. Bisherige Auswertungen von Transits gingen davon aus, dass der Atmosphärenrand überall denselben Abstand zum Planetzentrum hat – daraus entsteht ein einziger gemittelter Ring.

Die neue Methode "Transmission Strings" misst stattdessen den Radius in Abhängigkeit vom Winkel entlang des Randes, also getrennt für Ost- und Westgrenze sowie für Äquator und Pole. Umgesetzt wird das mit der quelloffenen Lichtkurven-Software "Harmonica", die die Abweichung von der Kugelform über Fourier-Reihen variabler Ordnung parametrisiert. Ausgewertet wurden Spektren zwischen 0,6 und 12 Mikrometern von drei JWST-Instrumenten – NIRISS/SOSS, NIRSpec/G395H und MIRI/LRS – aus dem Beobachtungsprogramm TST DREAMS. Eine Kreuzvalidierung vergleicht die Modelle dabei mit der Nullhypothese eines exakt kreisförmigen Randes.

Rund 650 K Unterschied am Rand

Deutlichster Befund ist ein Sprung in der thermischen Skalenhöhe entlang des Atmosphärenrands: Zwischen Morgen- und Abendseite liegen rund 650 K. Die Studie nennt 858 K (+434/-233) für den Morgen und 1.522 K (+116/-114) für den Abend. Der Abendrand reicht also weiter in den Raum hinaus.

Nach Angaben des Teams transportieren Winde Wärme von der dauerhaft beleuchteten Seite zur Dunkelseite des Planeten; der Morgenrand ist entsprechend kühler und weniger ausgedehnt. Diese Unterschiede decken sich weitgehend mit theoretischen Vorhersagen und früheren Modellrechnungen.

Bemerkenswert für die Methode: Die Ergebnisse passen zu Messungen der Nachtseite im Emissionsspektrum und zu Tagesseiten-Karten aus der Finsternisbeobachtung. Die Häufigkeiten von H2O und CO2 lassen sich über den gesamten Rand hinweg als konstant bestimmen – eine Beobachtungsgrundlage, mit der sich globale Zirkulationsmodelle prüfen lassen.

Warum das relevant ist

Analysen von Transits arbeiten bislang praktisch immer mit einer angenommenen Kugel. Die neue Kartierung liefert kein Einzelmaß, sondern ein räumliches Bild und macht damit Aussagen über verschiedene Breitengrade und über den Unterschied zwischen Tag und Nacht möglich.

Lili Alderson, Cornell-Stipendiatin und Erstautorin, beschreibt den Anspruch so (sinngemäß übersetzt): "Die Methode ersetzt die Annahme, der Atmosphärenradius sei rundum gleich."

Der Ansatz ließe sich auch auf andere Planeten anwenden – bei WASP-17b kommt hinzu, dass dessen stark aufgeblähte Atmosphäre ein besonders günstiges Signal-Rausch-Verhältnis liefert. Nikole Lewis, Associate Professorin für Astronomie in Cornell und Leiterin des Beobachtungsprogramms, ist Mitautorin, zweite Autorin ist Hannah Wakeford von der University of Bristol.

Was ist noch unklar

Die Untersuchung ist eine erste Demonstration an einem einzigen Planeten, keine vollständige Wetterkarte für die insgesamt bekannten Tausend Exoplaneten. Wie gut die Methode bei schwächeren Signalen und bei weniger hellen Zielen funktioniert, ist aus den Ergebnissen nicht abzuleiten.