Erste Atmosphäre auf einem erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone eines fremden Sterns entdeckt

Die Suche nach bewohnbaren Welten außerhalb unseres Sonnensystems hat einen bedeutenden Punkt erreicht. Forschende konnten erstmals zweifelsfrei nachweisen, dass ein felsiger Exoplanet innerhalb der habitablen Zone seines Sterns über eine Atmosphäre verfügt. Der rund 49 Lichtjahre entfernte Planet LHS 1140b könnte damit grundsätzlich Bedingungen aufweisen, unter denen flüssiges Wasser existieren kann.

Zwar wurden Atmosphären bereits bei Gasriesen, sogenannten Sub-Neptunen und einzelnen felsigen Exoplaneten entdeckt. Diese befanden sich jedoch außerhalb der habitablen Zone oder lieferten lediglich indirekte Hinweise. Der aktuelle Nachweis gilt deshalb als wissenschaftlicher Durchbruch.

Erstmals eindeutige Beobachtung

„Dies ist die erste tatsächlich beobachtend bestätigte Atmosphäre auf einem Gesteinsplaneten in der habitablen Zone außerhalb unseres Sonnensystems“, sagte Studienleiter Dr. Collin Cherubim, der bis vor Kurzem an der Harvard University tätig war.

Cherubim zufolge handelt es sich zugleich um den ersten direkten Nachweis eines atmosphärischen Bestandteils auf einem felsigen Exoplaneten überhaupt. „Das ist eine wirklich aufregende Entdeckung, denn ich denke, sie rückt LHS 1140b an die Spitze als bestes, vielversprechendstes und spannendstes Labor zur Erforschung von Astrobiologie und Bewohnbarkeit außerhalb unseres Sonnensystems.“

LHS 1140b wurde bereits 2017 entdeckt. Der Planet besitzt etwa das 5,6-Fache der Erdmasse und einen rund 70 Prozent größeren Durchmesser. Trotz einiger Gemeinsamkeiten mit der Erde unterscheidet er sich deutlich: Er ist vermutlich gezeitengebunden, könnte erheblich mehr Wasser besitzen und verfügt wahrscheinlich über eine ganz andere Atmosphäre.

Ruhiger Zwergstern als Vorteil

Sein Zentralstern – LHS 1140 – ist ein vergleichsweise kleiner und lichtschwacher Roter Zwerg im Sternbild Walfisch. Obwohl solche Sterne einen höheren Anteil energiereicher Strahlung aussenden als die Sonne, zeigt sich dieser außergewöhnlich ruhig und produziert nur wenige starke Ausbrüche.

Nach Einschätzung der Forschenden vereint LHS 1140b damit alle wesentlichen Voraussetzungen für eine potenziell lebensfreundliche Umgebung: einen überwiegend felsigen Aufbau, Temperaturen, die flüssiges Wasser erlauben, sowie eine Atmosphäre, die Wasser zurückhalten und die Oberfläche vor schädlicher Strahlung schützen könnte. „Es ist also ein wirklich spannender Ort, an dem wir weiter nach Hinweisen auf Leben suchen sollten“, sagt Cherubim.

Für den zweiten Gesteinsplaneten desselben Sternsystems, LHS 1140c, fanden die Wissenschaftler dagegen keine Hinweise auf eine Atmosphäre.

Helium verrät die Atmosphäre

Veröffentlicht wurden die Ergebnisse im Fachjournal Science. Das Team beobachtete den Planeten mit einem Infrarot-Spektrografen am Magellan-Clay-Teleskop in Chile während eines Transits vor seinem Stern. Solche Vorbeiflüge vor einem Stern eignen sich hervorragend, um die Atmosphäre eines Planeten zu untersuchen: Die Farbe des dünnen Planetenrands kann dabei untersucht und in seine Bestandteile zerlegt werden.

Messdaten aus dem Jahr 2024 zeigten Helium, das aus der Atmosphäre ins All entweicht. Nachdem spätere Beobachtungen 2025 dieses Signal nicht bestätigten, überprüften die Forschenden sämtliche möglichen Fehlerquellen erneut. „Jedes falsche positive Ergebnis, das wir uns vorstellen konnten, haben wir mit hoher Sicherheit ausgeschlossen“, sagte Cherubim.

„Das macht diese Entdeckung einer Atmosphäre um LHS 1140b zu einem entscheidenden Schritt, um zu verstehen, wie das Leben mit einem Roten Zwergstern aussieht“, erklärt Astrophysikerin Jayne Birkby von der Universität Oxford, die den Fund für eine „fantastische Entdeckung“ hält.

Einige Astronomen mahnen jedoch zur Vorsicht. So sagt etwa die Astronomin Dr. Yamila Miguel vom Leiden Observatory, dass sich zwar erstmals der Verlust von Atmosphärengasen eines kleinen Gesteinsplaneten direkt beobachten lasse. Die Messungen beträfen jedoch ausschließlich die obere Atmosphäre. „Daher denke ich nicht, dass diese Ergebnisse direkte Auswirkungen auf den Nachweis von Leben auf anderen Planeten haben.“