Eine erstaunliche Entdeckung kommt aus den Ă€uĂersten Regionen des Sonnensystems: Pluto und Titan, zwei sehr unterschiedliche Himmelskörper, zeigen eine nie zuvor beobachtete, identische Absorptionslinie im Licht. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat diese Signatur bei 5,11 Mikrometern entdeckt â einer WellenlĂ€nge, die zu keiner sonst bekannten chemischen Verbindung passt. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass sich auf der OberflĂ€che dieser beiden Körper ein noch nicht identifiziertes MolekĂŒl befindet.
Um die Bedeutung dieses Fundes zu verstehen, muss man das Prinzip der Spektroskopie kennen. Jedes Element oder MolekĂŒl absorbiert bestimmte WellenlĂ€ngen des Lichts. Indem Astronomen das von einem Himmelskörper reflektierte Licht analysieren, suchen sie nach dunklen Linien, den sogenannten Absorptionslinien, die die Anwesenheit der einen oder anderen Substanz verraten. Beispielsweise absorbiert molekularer Sauerstoff bei 230 Nanometern. So wird die Zusammensetzung von Planeten und Monden untersucht.
Titan (oben links) und Pluto (unten rechts).
Bildnachweise: Titan: NASA/JPL/Space Science Institute ; Pluto: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute ; Spektrograph: NOAO/AURA/NSF ; Anmerkungen von Harry Baker
Dank seiner auĂergewöhnlichen Empfindlichkeit konnte das JWST sehr kurze, bisher kaum erforschte WellenlĂ€ngen untersuchen. Bei der Beobachtung von Pluto und Titan haben die Wissenschaftler eine Absorptionslinie bei 5,11 Mikrometern nachgewiesen. Keine frĂŒhere Veröffentlichung erwĂ€hnt eine Ă€hnliche Linie, weder fĂŒr andere Planeten des Sonnensystems noch fĂŒr Exoplaneten. Die Forscher gehen daher davon aus, dass diese Signatur von einem unbekannten MolekĂŒl stammt, das nur auf diesen beiden eisigen Körpern vorkommt.
Es ist bemerkenswert, dass Pluto und Titan kaum Gemeinsamkeiten haben. Titan, der gröĂte Mond des Saturn, besitzt auf seiner OberflĂ€che FlĂŒsse und Ozeane aus flĂŒssigem Methan und ist gröĂer als Merkur. Pluto dagegen ist ein gefrorener Zwergplanet, zweimal kleiner als Titan und viermal weiter von der Sonne entfernt. Dennoch teilen beide Welten stickstoff- und methanreiche AtmosphĂ€ren. Aber dieses unbekannte MolekĂŒl scheint auf ihren OberflĂ€chen zu sitzen, nicht in ihren AtmosphĂ€ren.
Auf Pluto ist die Absorptionslinie etwa dreimal so intensiv wie auf Titan, was auf eine höhere Konzentration hindeutet. Auf Titan ist die Verteilung ungleichmĂ€Ăig: Die hintere HemisphĂ€re (die der Rotationsrichtung um den Saturn entgegengesetzte) zeigt eine stĂ€rkere Absorption als die vordere HemisphĂ€re. Diese Asymmetrie gibt den Forschern RĂ€tsel auf, die versuchen, ihren Ursprung zu verstehen.
KĂŒnstlerische Darstellung der Titanlandschaft mit einer dunstigen AtmosphĂ€re.
Es wurden mehrere ErklĂ€rungen vorgeschlagen. Es könnte sich um Benzol handeln, einen ringförmigen Kohlenwasserstoff, gemischt mit einem anderen unbekannten MolekĂŒl. Oder um Acetylen- oder Keteneis. Aber keiner dieser AnsĂ€tze ist bisher bestĂ€tigt. Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass weitere Arbeiten nötig sind, um die fĂŒr diese Absorption bei 5,11 Mikrometern verantwortliche Verbindung zweifelsfrei zu identifizieren.
Die Zukunft könnte Antworten bringen. Die Dragonfly-Mission der NASA, deren Start nach 2028 geplant ist, soll Titan im Jahr 2034 ĂŒberfliegen. Dieser Roboter-Hubschrauber wird ein Spektrometer mitfĂŒhren, das die OberflĂ€che des Mondes analysieren kann. Bis dahin bleiben die Astronomen wachsam und hoffen, dieses RĂ€tsel zu lösen.