Die Forscher beobachteten die Planeten TRAPPIST-1 b und c, zwei Welten, die jeweils vier- bzw. zweimal mehr Strahlung als die Erde empfangen, indem sie die Entwicklung ihrer Infrarotemission während ihres gesamten Orbits verfolgten.
Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)
Diese als "thermische Phasenkurve" bekannte Technik ermöglicht es erstmals, die Temperatur zwischen der beleuchteten und der nächtlichen Seite von gemäßigten Gesteinsplaneten außerhalb des Sonnensystems direkt zu vergleichen. Diese Planeten haben nämlich die Besonderheit, ihrer Sonne immer die gleiche Seite zuzuwenden, genau wie der Mond der Erde.
Die Ergebnisse zeigen, dass TRAPPIST-1 b wahrscheinlich keine signifikante Atmosphäre besitzt. Seine beleuchtete Seite erreicht fast 500 K (227 °C), während seine Nachtseite extrem kalt bleibt, ein Verhalten, das für einen luftleeren und von dunklen Gesteinen bedeckten Gesteinsplaneten erwartet wird.
TRAPPIST-1 c zeigt eine weniger extreme Situation: Seine Tagesseite (~370 K) ist dennoch deutlich wärmer als seine Nachtseite (weniger als 260 K). Der Temperaturkontrast bleibt hoch, was das Vorhandensein dichter Atmosphären wie der der Venus und der Erde ausschließt. Die Daten sind jedoch weiterhin mit der Existenz einer dünnen Atmosphäre oder mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften (wie ihrem Reflexionsvermögen) im Vergleich zu TRAPPIST-1b vereinbar.
Ergänzende Beobachtungen mit dem JWST sind im Gange, um diese Interpretation zu verfeinern.
Oben: Aus JWST-Beobachtungen extrahierte thermische Phasenkurve des Exoplaneten TRAPPIST-1b. Diese Beobachtungen zeigen, dass der Planet einen extrem ausgeprägten Tag-Nacht-Temperaturkontrast aufweist, was durch das Fehlen einer Atmosphäre und eine sehr dunkle Oberfläche erklärt wird.
Unten: Aus der mit JWST erhaltenen thermischen Phasenkurve abgeleitete Oberflächentemperaturkarte von TRAPPIST-1b.
Diese Ergebnisse grenzen die plausiblen Szenarien über die Natur dieser beiden Welten erheblich ein und lehren uns mehr über die Fähigkeit kleiner Planeten um Sterne mit sehr geringer Masse, angesichts intensiver Strahlung eine Atmosphäre zu bewahren.
Die Ergebnisse wurden in Nature Astronomy unter dem Titel veröffentlicht: “No thick atmosphere around TRAPPIST-1 b and c from JWST thermal phase curves”
Studie geleitet von Michaël Gillon (Universität Lüttich, FNRS) und Elsa Ducrot (CEA Paris-Saclay/Observatorium von Paris, ULiège)