James Webb findet Methan auf einem Riesenplaneten, der weder glüht noch friert

Ein Planet von der Größe Saturns hält eine fast vertraute Temperatur von etwa 79 Grad Celsius. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat das Licht zerlegt, das durch seine Atmosphäre dringt, und Methan gefunden, dazu schwächere Hinweise auf Ammoniak und Kohlendioxid. Das ist bedeutsam, denn Riesenplaneten leben eigentlich in Extremen, und dieser weigert sich.

Die gut bekannten Gasriesen fallen in zwei Lager. In unserem Sonnensystem umkreisen Jupiter und Saturn die Sonne in großer Ferne und bleiben eisig. Außerhalb sind die am leichtesten zu untersuchenden Riesen die heißen Jupiter, Welten so nah an ihren Sternen, dass ihre Atmosphären bei Tausenden Grad glühen. TOI-199b gehört zu keinem davon. Er umrundet einen mehr als 330 Lichtjahre entfernten Stern etwa alle hundert Tage, weit genug, um gemäßigt zu bleiben.

Genau diese Umlaufbahn ist entscheidend. Eine Welt, die weder geröstet noch gefroren ist, bewahrt in ihrer Luft eine Chemie, die extreme Planeten zerstören oder verbergen. Gerade Methan zerfällt in der Hitze eines heißen Jupiter. Es hier unversehrt zu finden, erlaubt einen seltenen Blick darauf, was die Atmosphäre eines Riesen wirklich enthält, wenn der Stern sie nicht verkocht.

Die Messung gelang, indem man den Planeten vor seinem Stern vorbeiziehen sah. Während dieses Transits dringt ein Streifen Sternenlicht durch die obere Atmosphäre, und die Gase prägen ihm ihren Fingerabdruck auf. Webb zerlegte das Licht in seine Wellenlängen und erkannte Methan mit hoher Sicherheit. Auch Ammoniak und Kohlendioxid tauchten auf, weit schwächer.

Das Ergebnis ist eine Premiere. Man kennt überhaupt nur eine Handvoll gemäßigter Riesen, und bei keinem war die Atmosphäre je so genau untersucht worden. Die Zusammensetzung dieser Luft ist ein Protokoll davon, wie und wo der Planet entstand, ob er sein Gas nahe am Stern oder weit draußen sammelte und mit der Zeit nach innen wanderte.

Der Fall ist nicht abgeschlossen. Das Methan ist gesichert, doch Ammoniak und Kohlendioxid bleiben Hinweise, keine bestätigten Bestandteile, und die Anteile der einzelnen Gase sind unbekannt. Ein einziger Satz Transitmessungen erfasst nur die äußere Haut einer Atmosphäre, nicht ihre Tiefe, und ein Planet steht nicht für eine ganze Klasse. Das Team selbst behandelt das Methan als festes Ergebnis und den Rest als Grund, weiterzuschauen.

Die Analyse stammt von einer Gruppe um Renyu Hu von Penn State, mit Aaron Bello-Arufe als Co-Leiter am Jet Propulsion Laboratory der NASA, und erschien Ende Mai im Astronomical Journal. Nun will das Team Webb auf weitere gemäßigte Riesen richten, um zu klären, ob die Chemie von TOI-199b typisch oder seltsam ist, der Anfang eines kleinen Katalogs von Welten, die unser Sonnensystem nie gebaut hat.