Sein Stern überstrahlte fast alles. Trotzdem hat das Webb-Teleskop in der Atmosphäre von Epsilon Indi Ab Ammoniak aufgespürt, mit einem Trick, der im Licht nach Mustern sucht.
Das James-Webb-Weltraumteleskop hat in der Atmosphäre von Epsilon Indi Ab Ammoniak nachgewiesen. Das ist jenes stechend riechende Gas, das in Wasser gelöst als Salmiakgeist in manchem Glasreiniger steckt.
Der Riesenplanet kreist um einen Stern in nur zwölf Lichtjahren Entfernung und gilt als der kälteste Exoplanet, von dem es bisher ein direktes Bild gibt.
Weil das Licht des Sterns die Messdaten fast vollständig überstrahlte, durchsuchte ein Team aus Toulouse das Licht gezielt nach dem typischen Farbmuster einzelner Moleküle. Die Methode könnte künftig auch andere kalte Welten zugänglich machen, die bislang im Glanz ihrer Sterne verschwinden.
Ein kalter Riese, der im Infrarot zu dunkel blieb
Epsilon Indi Ab ist ein Gasriese mit einem Mehrfachen der Masse Jupiters. Er umkreist seinen Stern ungefähr so weit draußen wie Uranus die Sonne.
Weil das System ähnlich alt ist wie unser eigenes, gilt er als einer der besten bekannten Vergleichsfälle für Jupiter und Saturn. Als Webb ihn vor Kurzem direkt abbildete, gab er allerdings ein Rätsel auf, denn im nahen Infrarot, das unsere Augen nicht sehen, blieb er überraschend dunkel.
Wolken aus Wassereis oder ungewöhnlich viel Methan hätten das erklären können.
Helligkeitsmessungen durch einzelne Farbfilter liefern aber nur wenige grobe Werte, bei denen sehr verschiedene Atmosphären gleich aussehen. Deshalb braucht es ein Spektrum, bei dem das Licht in viele feine Farbstreifen zerlegt wird.
Wie das Team an das Licht des Planeten kam
Das Team um R. Kravtchenko vom Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie in Toulouse nutzte dafür zwei Instrumente des Webb-Teleskops. Das Beobachtungsprogramm leitete der Astrophysiker Olivier Berné.
Beide Instrumente zerlegen das Infrarotlicht für jeden Bildpunkt in seine Farben, sodass für jede Stelle im Bildausschnitt ein eigenes Spektrum entsteht.
Für die zweite Messung sagte das Team voraus, wo der Planet einige Monate später auf seiner Bahn stehen müsste, und fand ihn genau dort.
Die Studie ist bislang ein Preprint. Sie wurde bei der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics eingereicht und ist noch nicht von unabhängigen Fachleuten begutachtet.
Warum das Abziehen des Sternenlichts scheiterte
Der Stern steht zwar ein Stück neben dem Planeten. Doch das Teleskop verschmiert sein Licht zu einem breiten Muster aus Strahlen und Flecken, das den ganzen Bildausschnitt überzieht. „Das Licht des Sterns dominiert die Daten vollständig“, heißt es im Paper.
Zuerst versuchte das Team, dieses Streulicht mit einem Computermodell nachzubilden und abzuziehen. Übrig blieb ein Rest, der heller war als alles, was der Planet nach früheren Messungen überhaupt abstrahlen sollte.
Ein zweiter Versuch mit Aufnahmen anderer Sterne als Vorlage scheiterte auf dieselbe Weise.
Also wechselten die Forschenden die Strategie. Das Licht des Sterns ändert sich über die Farben hinweg nur sanft.
Moleküle schneiden dagegen schmale Kerben hinein, und zwar an Farben, die für jedes Molekül festgelegt sind.
Das Team filterte deshalb die sanften Verläufe heraus. Das verbliebene Zackenmuster verglich es an jedem Bildpunkt mit dem, was ein Computermodell für einen solchen Planeten vorhersagt.
Das ähnelt dem Heraushören einer bekannten Melodie in einer lauten Kneipe, obwohl sie leiser ist als das Gemurmel.
An der erwarteten Stelle leuchtete tatsächlich ein heller Punkt auf. In einigen Farbbereichen verschwand der Planet allerdings fast, und zwar genau dort, wo laut Modell seine Atmosphäre das eigene Licht verschluckt.
Ammoniak und Wasserdampf in der Atmosphäre
Danach wiederholte das Team den Vergleich mit Modellen, die jeweils nur ein einziges Molekül enthielten.
Fehlt ein Stoff, bleibt die Karte leer. Ist er vorhanden, erscheint ein heller Fleck an der Position des Planeten.
Am deutlichsten trat Ammoniak hervor, dessen Signal etwa fünfzehnmal stärker war als die zufälligen Schwankungen in der Umgebung.
Wasserdampf zeigte sich ebenfalls klar, Methan nur schwach, und ein Hinweis auf Kohlendioxid muss erst bestätigt werden.
Frühere Messungen hatten Ammoniak nur vermuten lassen, nun schreiben die Autoren: „Unsere Daten liefern eine direkte spektroskopische Bestätigung.“
Das passt zu einer sehr kalten Atmosphäre, denn erst bei tiefen Temperaturen verbindet sich Stickstoff bevorzugt mit Wasserstoff zu Ammoniak.
Die Wärmestrahlung von Epsilon Indi Ab entspricht der eines Körpers von knapp zwei Grad Celsius, also etwa einem Wintermorgen kurz über dem Gefrierpunkt.
Laut dem Team ist es der erste Ammoniak-Nachweis bei einem so kalten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.
Was die Methode für andere Planeten bedeutet
Für die Forschenden zählt vor allem, dass der Umweg über das Farbmuster funktioniert hat. Die beiden Spektrografen besitzen keine eingebaute Blende, die das Sternenlicht abdecken könnte.
Trotzdem holte die Methode ein Signal heraus, das weit unter dem Streulicht lag.
Das Verfahren biete „einen gangbaren Weg zur Untersuchung von Atmosphären bei Zielen, die sonst außer Reichweite blieben“, schreibt das Team, auch mit Blick auf künftige Riesenteleskope am Boden.
Als Nächstes wollen die Forschenden berechnen, wie viel von jedem Stoff vorhanden ist. Damit wollen sie prüfen, ob dem Planeten Stickstoff fehlt oder ob dicke Eiswolken sein Licht schlucken.
Meine Meinung dazu
Mich hat an diesem Paper vor allem der Umweg beeindruckt. Das Team hat zunächst vergeblich versucht, das Sternenlicht wegzurechnen.
Erst die Suche nach einem Muster brachte den Planeten zum Vorschein. Ich nehme daraus mit, dass das „Bild“ eines fernen Planeten manchmal eher eine Karte von Übereinstimmungen ist als ein Foto.
Methan ist nur schwach zu sehen, Kohlendioxid noch gar nicht sicher, und wie viel Ammoniak in der Luft steckt, weiß bisher niemand.
Trotzdem lässt mich ein Gedanke nicht los. In der Luft eines Punktes, der zwölf Lichtjahre entfernt im gleißenden Licht seines Sterns hängt, treibt derselbe Stoff wie im Salmiakgeist unter unserer Spüle. Wenn du beim nächsten Fensterputzen jemandem davon erzählst, schick ihm diesen Artikel am besten gleich mit.
R. Kravtchenko (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse), eingereicht bei Astronomy & Astrophysics, 2026; Arxiv:2609.25784
Zwei neue Akten. Jeden Werktag.
Montag bis Freitag erscheinen hier zwei neue Akten. Keine Sommerpause, kein „diese Woche leider nichts Neues“. Zehn pro Woche – jede aus einer aktuellen Forschungsarbeit, die ich morgens aus dem kompletten Tagesaufkommen auf arXiv heraussuche.
Wenn dir diese Akte etwas gebracht hat, trag dich unten ein. Dann verpasst du keine mehr, auch nicht die, die du heute überspringst.
Als Startgeschenk bekommst du „Der Stapel“, das Heft, das zeigt, wie aus 142 Arbeiten am Tag genau zwei Akten werden.
