1.775 °C trennen Morgen und Abend auf diesem fremden Planeten – das James-Webb-Teleskop hat den Grund kartiert

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat den Morgenhimmel und den Abendhimmel desselben fremden Planeten getrennt ausgewertet – und dabei eine Differenz von 1.775 °C festgestellt.

Der Planet heißt WASP-121 b und ist ein ultraheißer Gasriese, der seine Sonne alle 30 Stunden umkreist. Er ist gezeitengebunden: Eine Hemisphäre zeigt stets zur Sonne und erhitzt sich auf rund 2.500 °C, während die andere Seite in ewiger Nacht bei etwa 725 °C verharrt. Wo beide Hemisphären zusammentreffen, gibt es zwei Grenzzonen – den Morgenterminator bei Sonnenaufgang und den Abendterminator bei Sonnenuntergang. Eine am 11. Juni in Nature Astronomy veröffentlichte Studie hat beide gleichzeitig kartiert und festgestellt, dass sie sich in ihrer chemischen Zusammensetzung fundamental unterscheiden.

Wie Webb einen Transit als zwei verschiedene Himmel lesen konnte

Ein Transit tritt auf, wenn ein Planet vor seiner Sonne vorbeizieht. Astronomen analysieren das Sternenlicht, das durch den Rand des Planeten gefiltert wurde, um chemische Fingerabdrücke zu erkennen. Normalerweise vermischen sich Morgen- und Abendrand zu einem einzigen gemittelten Spektrum.

Entscheidend war hier die Größe und das Timing. WASP-121 b ist so groß und kreist so nah um seine Sonne, dass er während eines einzigen Transits rund 30 Grad rotiert. Diese Rotation schwenkt zunächst den Morgenrand, dann den Abendrand durch das Blickfeld des Teleskops. Mithilfe des NIRSpec-Spektrographen und des NIRISS-Instruments zeichnete das Team auf, wie sich das Lichtsignal im Verlauf des Transits kontinuierlich veränderte.

„Mit seiner beispiellosen Beobachtungsqualität ermöglicht uns das JWST die detailliertesten Einblicke in ferne Planeten, die es je gab“, sagte Erstautor Cyril Gapp vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

Ein Morgenhimmel, der seine Wolken noch aufbaut

Der Morgenterminator tritt zuerst ins Blickfeld des Weltraumteleskops und absorbiert weniger Sternenlicht als die Abendseite.

Die bevorzugte Erklärung des Teams sind Silikatwolken – keine Wassertröpfchen, sondern mineralische Partikel, die entstehen, wenn gesteinsbildende Verbindungen in großer Höhe kondensieren. Da die Morgenatmosphäre von Luft aus der kälteren Nachtseite gespeist wird, sinken die Temperaturen kurz genug ab, damit sich Silikate verfestigen und einfallende Strahlung streuen können. Diese Streuung lässt den Morgenhimmel im Spektrum gedämpfter erscheinen.

Die Kohlenmonoxidwerte an diesem Rand sind vergleichsweise stabil. Wassermoleküle – unter den extremen Bedingungen stark dissoziiert – sind am Morgenrand immer noch stärker messbar als am Abendrand.

Ein Abend, der für Wasser zu heiß ist

Am Ende des Transits ist der Abendterminator in das Blickfeld gerückt, und das Signal hat sich messbar verändert. Die Kohlenmonoxidabsorption nimmt zu – ein Zeichen dafür, dass der östliche Rand heißer ist. Wasser wird weniger nachweisbar, nicht weil der Planet weniger davon hätte, sondern weil die Temperaturen in der oberen Atmosphäre so extrem sind, dass H₂O-Moleküle in Wasserstoff- und Sauerstoffatome aufgespalten werden, bevor sie Licht in messbaren Mengen absorbieren können.

Der Abendrand ist auch physisch größer: Die Hitze treibt die obere Atmosphäre nach oben und vergrößert die Gasschicht, die das Sternenlicht durchdringen muss. Die Abendseite fängt mehr Strahlung ein als die Morgenseite – weil sie heißer ist und weil sie höher reicht.

Die Winde, die den 1.775-°C-Unterschied erzeugen

Beide Terminatoren befinden sich an der Grenze zwischen dem permanenten Tagseitenofen und der ewigen Kälte der Nachtseite. Aber sie sind keine Spiegelbilder voneinander.

WASP-121 b hält rasante Ost-Jetstreams aufrecht, die überhitzte Luft von der Tagseite über den Abendterminator transportieren, bevor sie sich abkühlen kann. Der Morgenterminator empfängt hingegen Luft, die während ihres Wegs über die Nachtseite bereits einen Großteil ihrer Wärme abgegeben hat. Das Ergebnis ist eine Differenz von 1.775 °C – ein direktes Maß dafür, wie viel Energie die atmosphärische Zirkulation auf dem Weg zum Abend überträgt.

Dies stimmt mit Vorhersagen aus Zirkulationsmodellen für gezeitengebundene Planeten überein, aber frühere Messungen – einschließlich Hubble-Beobachtungen – konnten nur das kombinierte Signal beider Terminatoren erfassen. Thomas Evans-Soma vom Max-Planck-Institut, der das JWST-Beobachtungsprogramm konzipiert hatte, und der Astronom David Sing von der Johns Hopkins University gehörten zu den Koautoren.

Was das für die Suche nach bewohnbaren Planeten bedeutet

WASP-121 b kann kein Leben beherbergen. Aber die Frage, die dieser Befund aufwirft, reicht weiter. Felsige Planeten in bewohnbaren Zonen um kühle Sterne werden ebenfalls gezeitengebunden erwartet – mit zwei unterschiedlichen Terminatorzonen. Wenn diese Zonen verschiedene chemische Signaturen tragen, könnten Teleskope auf der Suche nach Lebenszeichen je nach beobachtetem Rand zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen gelangen.

Das WASP-121-b-Ergebnis ist ein extremes Fallbeispiel. Zu wissen, dass Terminatorasymmetrien existieren, und zu verstehen, was sie antreibt, ist der erste Schritt, sie korrekt zu deuten.

Häufige Fragen zu WASP-121 b

F: Was bedeutet gezeitengebunden bei einem Planeten?

Gezeitenbindung tritt auf, wenn die Schwerkraft eines Sterns die Rotation eines Planeten so weit abbremst, dass eine Seite dauerhaft zur Sonne zeigt und die andere dauerhaft von ihr abgewandt ist. WASP-121 b hat eine permanente Tagseite bei rund 2.500 °C und eine permanente Nachtseite bei etwa 725 °C, ohne Jahreszeiten oder Tag-Nacht-Wechsel.

F: Warum bilden sich am Morgen Mineralwolken, nicht aber am Abend?

Der Morgenterminator erhält Luft von der kälteren Nachtseite, die auf Temperaturen absinken kann, bei denen Silikatverbindungen zu Partikeln erstarren und Wolken bilden. Wenn diese Luft nach dem Durchqueren der heißen Tagseite am Abendterminator ankommt, ist sie durch die Jetstreams bereits wieder zu warm für Kondensation.

F: Wurde WASP-121 b schon früher untersucht?

Ausgiebig. Frühere Beobachtungen mit Hubble und Spitzer lieferten allgemeine Atmosphärendaten, konnten die beiden Terminatoren aber nicht getrennt auflösen. Diese Studie ist die erste, die Morgen- und Abendrand als eigenständige Umgebungen innerhalb eines einzigen Transits liest.

F: Hat das Auswirkungen auf die Suche nach Leben auf anderen Planeten?

Nicht direkt – WASP-121 b ist zu heiß und zu massereich für Lebewesen. Aber die Methode ist wichtig: Gezeitengebundene Felsenplaneten in bewohnbaren Zonen könnten ebenfalls unterschiedliche Terminatorzonen haben, und wer nur eine misst, erhält möglicherweise ein falsches Bild ihrer Bewohnbarkeit.

Cyril Gapp et al., „Atmospheric asymmetries in WASP-121 b revealed by rotational transits detected with JWST“, Nature Astronomy, 11. Juni 2026. DOI: 10.1038/s41550-026-02887-6

Schlagwörter: Astronomie, exoplanet, JWST, terminator, Cyril Gapp, NIRSpec