WISE 0855 ist kälter als ein strenger Wintertag und hat trotzdem Wetter. Elf Stunden Daten des James-Webb-Teleskops liefern Hinweise auf löchrige Wasserwolken, durch die Gas aus der heißen Tiefe schimmert.
Das James-Webb-Weltraumteleskop hat auf WISE 0855, dem kältesten bekannten Braunen Zwerg, neue Hinweise auf ungleichmäßig verteilte Wasserwolken gefunden.
Das ist bemerkenswert, weil Fachleute seit Jahren darüber streiten, ob dieser Himmelskörper überhaupt Wolken besitzt oder ob sich seine Eigenheiten auch ohne sie erklären lassen.
Ein Team um Brittany Miles von der University of Arizona hat ihn dafür elf Stunden lang beim Drehen beobachtet und verfolgt, wie sich sein Licht Farbe für Farbe verändert.
Demnach sind die Wolken an manchen Stellen dünner, und dort blickt das Teleskop in tiefere Schichten, aus denen warmes Gas mit Kohlenmonoxid und Phosphin aufsteigt.
Warum Forschende seit Jahren über die Wolken von WISE 0855 streiten
Braune Zwerge sind Himmelskörper, die zu schwer für einen Planeten, aber zu leicht für einen Stern sind. In ihrem Inneren zündet nie ein dauerhaftes Kernfeuer, deshalb kühlen sie über Jahrmilliarden langsam aus.
WISE 0855, einer der nächsten Nachbarn der Sonne, ist dabei weiter abgekühlt als jeder andere bekannte Vertreter.
In seiner sichtbaren Atmosphäre herrschen etwa minus acht Grad Celsius, und damit ist es kalt genug, dass Wasserdampf hoch oben zu Wolken kondensieren sollte, ähnlich wie auf der Erde.
Ob diese Wolken tatsächlich existieren, blieb aber umstritten.
Frühere Messungen mit dem inzwischen abgeschalteten Spitzer-Teleskop zeigten zwar, dass WISE 0855 beim Drehen leicht in seiner Helligkeit schwankt.
Sie erfassten jedoch nur die Gesamthelligkeit und konnten nicht verraten, welcher Stoff in der Atmosphäre dafür verantwortlich ist.
Manche Studien erklärten die Daten mit Wolken, andere kamen mit einer wolkenlosen Atmosphäre ähnlich gut zurecht. Solange niemand sehen konnte, welche Gase sich im Lauf einer Umdrehung verändern, ließ sich der Streit nicht entscheiden.
Wie das Team WISE 0855 beim Drehen beobachtete
Brittany Miles vom Steward Observatory der University of Arizona und ein großes Team aus Instituten in den USA und Irland richteten deshalb das James-Webb-Teleskop elf Stunden lang auf WISE 0855.
Sie nutzten einen Spektrografen, der das Infrarotlicht des Braunen Zwergs in seine Farben zerlegt. Weil jedes Gas bestimmte Farben verschluckt, hinterlässt es in diesem Farbband eine Art Fingerabdruck.
Das Team nahm in kurzen Abständen immer neue Farbbänder auf und konnte so verfolgen, welcher Fingerabdruck stärker oder schwächer wird, während andere Regionen des Zwergs ins Blickfeld rotieren.
Die Studie liegt bislang als Preprint auf dem Server arXiv vor und ist noch nicht von unabhängigen Fachleuten begutachtet.
Das Kohlenmonoxid folgt einem eigenen Rhythmus
Am stärksten schwankte ausgerechnet das Signal von Kohlenmonoxid, um bis zu zehn Prozent. Das ist erklärungsbedürftig, denn in der kalten oberen Atmosphäre sollte der Kohlenstoff fast vollständig als Methan gebunden sein.
Kohlenmonoxid entsteht nur tief unten, wo es heiß ist. Nach oben gelangt es, weil aufsteigende Gasströme es schneller transportieren, als es sich unterwegs in Methan umwandeln kann. Mit ihm kommt Phosphin herauf, eine Phosphorverbindung, die auf der Erde als giftiges Gas bekannt ist.
Die naheliegende Erklärung für das Flackern lautete, dass beim Drehen einfach wärmere und kältere Regionen ins Bild wandern.
Dann hätte das Kohlenmonoxid mit der Gesamthelligkeit abnehmen müssen, sobald kühlere Luft zu sehen ist, denn Kälte verwandelt es bevorzugt in Methan.
Die angepassten Modelle zeigten aber das Gegenteil, und die Kurve des Kohlenmonoxids folgte einem anderen Takt als die Helligkeit.
Ein statistisches Verfahren, das aus vielen gleichzeitig schwankenden Messkurven die wenigen Grundmuster herausfiltert, bestätigte den Verdacht.
Es fand ein breites Muster, das fast alle Farben zugleich betrifft, und ein zweites, eigenständiges, in dem sich Kohlenmonoxid und Phosphin gemeinsam verändern.
Dünne Stellen in den Wasserwolken öffnen den Blick in die Tiefe
Um beide Muster zu erklären, verglich das Team die Daten mit Computermodellen verschiedener Atmosphären.
Modelle mit Wasserwolken passten in jedem Vergleich besser als ihre wolkenlosen Gegenstücke. Feine Veränderungen im Fingerabdruck des Wasserdampfs ließen sich zudem nur nachbilden, wenn die Wolkendecke im Lauf der Drehung dicker und dünner wird.
Die sichtbare Temperatur schwankt dabei nur um etwa ein Grad, einen Unterschied, den man auf der Haut kaum bemerken würde. Das reicht nach Einschätzung des Teams nicht aus, um die starken Schwankungen beim Kohlenmonoxid zu erklären.
Daraus ergibt sich ein Bild in Etagen. Oben liegen Wolken aus Wasser mit dünnen Stellen oder Lücken, durch die das Teleskop tiefer hinabblickt, in Gas mit mehr Kohlenmonoxid und Phosphin.
Wie viel davon dort ankommt, hängt von Temperaturschwankungen weit unten ab, die vermutlich an breite Windbänder gebunden sind, ähnlich den Streifen auf Jupiter.
„Die oberen Wolken von WISE 0855 bestehen wahrscheinlich allein aus Wasser, und Regionen mit dünneren Wolken legen tiefere Schichten mit mehr Kohlenmonoxid und Phosphin frei“, schreibt das Team in seiner Studie.
Für die Forschenden ist WISE 0855 damit mehr als ein Kuriosum. Sie nennen ihn „eines der besten Labore außerhalb unseres Sonnensystems“, um zu verstehen, wie Wasserwolken und aufsteigende Gasströme zusammenwirken.
Zugleich zeigt die Arbeit, dass Computermodelle für solche kalten Objekte die Wolken sehr genau beschreiben müssen, weil sie sonst deren Wetter verfehlen.
Keines der verwendeten Modelle bildet WISE 0855 vollständig ab, und „künftige Arbeiten müssen die Modelle gezielt auf die Atmosphäre von WISE 0855 abstimmen“, heißt es in der Studie.
Wie lange ein Tag auf WISE 0855 dauert, ist weiter offen
Eine Frage konnte auch Webb nicht beantworten, nämlich wie schnell sich WISE 0855 dreht. Die Daten zeigen zwar einen wiederkehrenden Rhythmus, doch längere Tage passen ebenfalls, und die älteren Spitzer-Messungen ergeben kein einheitliches Bild.
Das Team hält deshalb deutlich längere Beobachtungen für nötig, verteilt auf mehrere Termine. Sie sollen klären, ob sich das Muster über Monate verändert und ob Windbänder oder ein großer, träger Sturm dahinterstecken.
Meine Meinung dazu
Mich fasziniert an dieser Studie weniger das Ergebnis mit den Wasserwolken als der Weg dorthin.
Dass Kohlenmonoxid bei Kälte eigentlich verschwinden müsste und sich stattdessen gegenläufig verhielt, ist genau die Art von Widerspruch, die aus einer Messung eine Erkenntnis macht.
Gelernt habe ich, wie viel sich aus Licht herauslesen lässt, obwohl WISE 0855 für jedes Teleskop nur ein einzelner Lichtpunkt ist.
Wenn dich der Gedanke genauso packt wie mich, dass ganz in unserer Nähe ein frostiger Himmelskörper Wolken aus Wasser trägt und Webb durch deren Lücken in die Tiefe schaut, dann schick diesen Text jemandem, mit dem du gern in den Nachthimmel blickst.
Quelle: Brittany E. Miles (Steward Observatory, University of Arizona), 2026, arXiv: 2609.20664
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