Neue Supererde LHS 3844 b: Astronomen untersuchen die Oberfläche einer fernen Lavawelt ohne Atmosphäre

Wissenschaftler haben die Oberfläche des Exoplaneten LHS 3844 b untersucht und dabei überraschend klare Hinweise auf dessen Beschaffenheit gewonnen. Anhand von Daten des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) konnten sie zeigen, dass der Planet weder eine Atmosphäre besitzt noch geologisch aktiv ist.

Die nun in Nature Astronomy veröffentlichte Studie, die unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) entstanden ist, stellt einen wichtigen Schritt über die reine Atmosphärenforschung hinaus dar. Statt nur Gashüllen zu untersuchen, rückt nun die feste Oberfläche ferner Welten in den Blick der Forschung.

Extreme Hitze und gebundene Rotation

Durch seine Nähe zu seinem Mutterstern ist der Planet LHS 3844 b gravitativ gebunden. Das bedeutet, dass er seinem Stern stets dieselbe Seite zuwendet. Auf dieser permanenten Tagseite herrschen Temperaturen von etwa 1000 Kelvin.

Direkte Aufnahmen des Planeten sind nicht möglich. Stattdessen analysieren Forschende minimale Helligkeitsschwankungen im kombinierten Licht von Stern und Planet.

Das Instrument MIRI zerlegt die Infrarotstrahlung in verschiedene Wellenlängenbereiche. So entsteht ein Spektrum, das Rückschlüsse auf die Materialeigenschaften erlaubt. Ergänzt wurden diese Daten durch frühere Messungen des Spitzer-Weltraumteleskop.

Keine Spur von Erdkruste

Um die Zusammensetzung zu bestimmen, hat das Team die Messwerte mit bekannten Gesteinsspektren aus dem Sonnensystem verglichen. Eine erdähnliche Kruste aus silikatreichen Gesteinen wie Granit ist ausgeschlossen. Denn solche Krusten entstehen normalerweise durch langfristige Vorgänge wie Plattentektonik und benötigen Wasser.

„Da LHS 3844 b keine solche Silikatkruste besitzt, lässt sich schlussfolgern, dass eine erdähnliche Plattentektonik auf diesem Planeten entweder nicht existiert oder ineffektiv ist“, sagt Sebastian Zieba. Stattdessen deuten die Daten auf eine Oberfläche aus basaltischem oder mantelähnlichem Material hin, das reich an Magnesium und Eisen sein kann.

Feste Lavaebenen würden besonders gut zu den Messwerten passen, auch grobes Geröll wäre denkbar. Feiner Staub hingegen scheint zunächst unwahrscheinlich, doch hier kommt ein weiterer Aspekt hinzu, nämlich die Weltraumverwitterung.

Dunkler Staub durch Witterung

Ohne Atmosphäre ist der Planet intensiver Strahlung und Meteoriteneinschlägen ausgesetzt, welche die Oberfläche auf lange Zeit verändern. „Es zeigt sich, dass diese Prozesse das harte Gestein nicht nur langsam in Regolith zersetzen – eine Schicht aus feinen Körnern, wie man sie vom Mond kennt“, erklärt Sebastian Zieba.

Die Forschenden diskutieren zwei mögliche Szenarien. Entweder handelt es sich um eine relativ junge Oberfläche aus erstarrter Lava – ein Hinweis auf jüngere vulkanische Aktivität.

Oder aber die Oberfläche ist alt und von dunklem Regolith bedeckt, ähnlich wie beim Merkur oder Mond. Dieses Szenario setzt jedoch lange geologische Ruhe voraus.

Keine Hinweise auf Vulkanismus

Entscheidend ist dabei die Suche nach vulkanischen Gasen, wobei ein klares Anzeichen für aktive Prozesse etwa Schwefeldioxid wäre. Entsprechende Signaturen fehlen jedoch vollständig, was gegen geologische Aktivität spricht.

Um die Frage endgültig zu klären, analysiert das Team weitere JWST-Daten, bei denen es um feine Unterschiede in Lichtemission und Reflexion geht. Die Technik erlaubt Rückschlüsse auf Oberflächenstruktur und Rauheit und sie wird bereits erfolgreich bei Asteroiden eingesetzt.

„Wir sind zuversichtlich, dass uns dieselbe Technik erlauben wird, die Beschaffenheit der Kruste von LHS 3844 b und künftig auch die anderer Gesteins-Exoplaneten zu klären“, schließt MPIA-Direktorin Laura Kreidberg, die wissenschaftliche Leiterin der Studie.

Quellenhinweis:

Zieba, S., Kreidberg, L., et al. (2026): The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy. Nature Astronomy.