Exoplanet K2-18b sorgt für Schlagzeilen: Biomarker entdeckt?
17. April 2025
Exoplanet K2-18b sorgt für Schlagzeilen: Biomarker entdeckt?
Schon vor einem Jahr hatten wir über den Exoplaneten K2-18b berichtet,in dessen Atmosphäre man Hinweise auf das Biomarker-Molekül Dimethylsulfid (DMS) gefunden zu haben glaubte. Basierend auf neuen Messungen mit dem JWST hat eine internationale Forschergruppe von der Universität Cambridge jetzt die ausgewerteten Daten veröffentlicht (Madhusudhan et al 2025). Basierend auf ihren Modellen und ihrem Algorithmus könnte es sein, dass es in der Atmosphäre dieses Exoplaneten Dimethylsulfid gibt, ein Molekül, das auf der Erde nur durch biologische Prozesse entsteht.
K2-18b - ein Exoplanet, der für Schlagzeilen sorgt
Bei K2-18b handelt es sich um einen Exoplaneten, dessen Größe zwischen Neptun und Erde liegt. Man nimmt an, dass es sich um einen sogenannten Hycean-Planeten handelt, ein Planet, der von einer dünnen Wasserstoffatmosphäre (Hydrogen) umhüllt und von einem Ozean (Ocean) bedeckt ist.
Messungen im mittleren Infrarot mit dem James-Webb-Teleskop
Die Auswertungen beruhen auf Transmissionsspektren, die im mittleren Infrarotwellenlängenbereich aufgenommen wurden, zwischen 5 und 12 µm. Bestandteile in der Atmosphäre des Planeten können zu charakteristischen Absorptionslinien führen, wenn der Planet zwischen Stern und Teleskop vorbeizieht, also ein Transit stattfindet. Die Atmosphäre erscheint in dieser Beobachtungsgeopmetrie wie ein schmaler Ring. Seine Dicke und die Art und Anzahl der Moleküle in der Atmosphärenschicht bestimmen das Signal.
Was hat man gemessen?
Die Transmissionsmessungen zeigen Transittiefen zwischen 0,25 % und 0,31% von 29 Messpunkten im Wellenlängenbereich von 5 µm bis 12 µm. Die Absorptionslinien der beiden Moleküle, DMS und DMDS, überlappen sich zum Teil deutlich. Der bestmögliche Fit könnte auf eine Atmosphären mit DMS und DMSD als Bestandteile hinweisen.
Transmissionsspektrum im mittleren Infrarot zwischen 5 und 12 µm Wellenlänge
Gemessene Werte in rot, die dunkle blaue Linie zeigt die beste Anpassung an die Meßwerte, die beiden helleren blauen Bänder zeigen unterschiedliche Konfidenzbereiche. Die beiden Moleküle, Dimethylsulfid (DMS) und Dimethyldisulfid (DMDS), haben zwischen 6,8 und 8 µm deutlich überlappende Absorptionsbereiche.
Aus diesem Spektrum das Vorhandensein von DMS und DMDS abzuleiten, ist durchaus umstritten. Einige Tage nach der Veröffentlichung von Madhusudhan in Astrophysical Journal Letters erschien auf der Plattform arXiv ein kurzer Artikel von J. Tayler, der dieser Interpretation widerspricht: eine gerade Linie würde die Daten besser anpassen. Er ficht auch generell die Auswertemethode an: "These models are being used to fit 29 data points. One should generally avoid fitting data with more free parameters than data points to avoid overfitting the data."
Könnte DMS auch durch nicht biotische Prozesse entstehen?
Entgegen den Schlagzeilen in den Medien ist die Schlußfolgerung auf Leben auf diesem Planeten nicht zwingend. Auch wenn man auf der Erde nur biotische Quellen für DMS - überwiegend Phytoplankton - kennt, kann man doch abiotische Quellen nicht gänzlich ausschließen. Die genauen chemischen und physikalischen Vorgänge sind eben nicht genau bekannt und die gänzlich anderen Bedingungen, die man auf anderen Planeten findet, könnten für Überraschungen gut sein.
Transmissionsmessungen an erdähnlichen Planeten?
Von großem Interesse ist es, solche atmosphärichen Messungen an erdähnlichen Planeten durchzuführen, die in der lebensfreundlichen Zone um sonnenähnliche Sterne kreisen. Aber die wird man erst nach 2026 finden, nämlich dann wenn die PLATO-Mission gestartet ist. PLATO hat genau dieses Ziel und wird die gefundenen Planeten bezüglich Radius, Masse und Alter genau charakterisieren. Aus der Liste der gefundenen Planeten wird man dann die aussichtsreichsten Kandidaten für weitere atmopshärische Untersuchungen auswählen.
