Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat erfolgreich direkte Bilder von AF Leporis b erfasst und damit den niedrigsten Massenaus exoplanet außerhalb des Sonnensystems bis heute beobachtet. Diese Planet ist auch der dem Stern am nächsten gelegene, der mit dem 10 Milliarden Dollar teuren Teleskop direkt abgebildet wurde.
Der Imaging-Prozess wurde als „Rennen gegen die Zeit“ beschrieben, da AF Lep b kurz davor war, hinter dem intensiven Licht seines Muttersterns zu verschwinden, möglicherweise für ein Jahrzehnt. Mit nur 23 Millionen Jahren ist AF Lep b erheblich jünger als die Erde, die etwa 4,6 Milliarden Jahre alt ist. Sie hat eine Masse von etwa 3,2 Mal der Jupiters und einen Durchmesser von etwa 1,2 Mal so groß wie der Gasriese des Sonnensystems.
Die Forscher standen vor Herausforderungen aufgrund der Nähe des Planeten zu seinem Stern, was die Beobachtungen kompliziert. Kyle Franson von der Universität Texas in Austin bemerkte, dass das JWST kleiner ist als die größten Erdteleskope, was es schwierig macht, zwischen eng positionierten Himmelskörpern zu unterscheiden.
AF Lep b befindet sich 88 Lichtjahre von der Erde entfernt und erscheint für das JWST nur als ein kleiner Punkt. Astronomen können jedoch bedeutende Informationen aus dieser Beobachtung gewinnen. Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten in den 1990er Jahren hat sich das Katalog auf über 6.000 Einträge ausgeweitet, aber nur sehr wenige wurden direkt abgebildet.
Die meisten Exoplaneten werden durch ihre Wechselwirkungen mit ihren Wirtssternen entdeckt, entweder indem sie Licht blockieren oder durch gravitative Einflüsse. Das JWST verwendet einen Coronagraphen, um das Licht von Sternen zu blockieren, damit Planeten in ihrer Umlaufbahn klarer beobachtet werden können. AF Lep b, als junge Planet, hat eine starke Leuchtkraft, was sie zu einem idealen Kandidaten für eine solche Abbildung macht.
Das Forschungsteam wollte die Atmosphäre von AF Lep b untersuchen, da Planeten mit ähnlichen Massen wie die Gasriesen des Sonnensystems selten sind. Sie mussten jedoch schnell handeln, da sich die Umlaufbahn des Planeten seinem Stern nähert, was die Beobachtungszeit einschränkt. Mit einer Umlaufzeit von 25 Erdenjahren könnte es über ein Jahrzehnt dauern, bis AF Lep b wieder hinter seinem Stern auftaucht.
Die Beobachtungen ergaben, dass AF Lep b eine sehr aktive Atmosphäre hat, mit Konvektionsströmen, die Elemente zwischen ihren unteren und oberen Schichten mischen. Das Team entdeckte unerwartet hohe Mengen an Kohlenmonoxid, was darauf hindeutet, dass starke Aufwinde dafür verantwortlich sind, dieses Gas in die obere Atmosphäre des Planeten zu transportieren.
Diese erfolgreiche Bildgebung liefert nicht nur Einblicke in AF Lep b, sondern zeigt auch die Fähigkeiten des JWST, die die ursprünglichen Erwartungen übertreffen. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial für zukünftige Entdeckungen, während das JWST seine Mission fortsetzt.