Astronomen haben bei dem rund 49 Lichtjahre entfernten Exoplaneten LHS 1140b eine Absorptionssignatur von Helium gemessen. Das Gas dürfte aus den oberen Schichten einer Atmosphäre in den Weltraum entweichen. Die Beobachtung liefert damit einen neuen und ungewöhnlich direkten Hinweis darauf, dass der Planet eine Gashülle besitzt. Aussagen über einen Ozean, mögliche Lebensformen oder die Bedingungen an der Oberfläche lassen sich daraus jedoch nicht ableiten.
Die Studie eines Teams um Collin Cherubim von der Harvard University wurde am 16. Juli 2026 im Fachjournal „Science“ veröffentlicht. Eine frei zugängliche Fassung war am 15. Juli beim Preprint-Server arXiv eingereicht worden. An der Untersuchung waren unter anderem Forscher des Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian, der Carnegie Science Observatories, des Massachusetts Institute of Technology und des Space Telescope Science Institute beteiligt.
Für die aktuelle Untersuchung nutzte das Team nicht das James-Webb-Weltraumteleskop, sondern das bodengebundene Magellan-Clay-Teleskop am Las-Campanas-Observatorium in Chile. Dort ist das hochauflösende Nahinfrarot-Spektrometer WINERED installiert.
Am 23. September 2024 beobachteten die Wissenschaftler das Planetensystem über sechseinhalb Stunden. Dabei zogen sowohl LHS 1140b als auch der kleinere Nachbarplanet LHS 1140c vor ihrem Stern vorbei. Insgesamt wurden 70 Spektren aufgenommen. Während des Transits von LHS 1140b zeigte sich eine Absorption bei rund 10.833 Angström. Diese Wellenlänge entspricht einem charakteristischen Triplett von metastabilem Helium.
Beim Transit von LHS 1140c fanden die Forscher keine entsprechende Signatur. Eine weitere Beobachtung von LHS 1140b im September 2025 ergab ebenfalls keinen Nachweis. Nach Angaben der Studie wurde der Datensatz daraufhin unabhängig mit einer zweiten Auswertungsmethode geprüft. Das Ergebnis blieb bestehen: Helium war in den Daten von 2024 erkennbar, in denen von 2025 jedoch nicht.
Die gemessene Absorption ist das gesicherte Beobachtungsergebnis. Die Erklärung als atmosphärischer Gasstrom beruht dagegen auf Modellen und der Prüfung möglicher Alternativen. Das Team untersuchte unter anderem, ob Aktivitäten des Sterns oder Bestandteile der Erdatmosphäre das Signal verursacht haben könnten. Nach Darstellung der Autoren lassen sich diese Erklärungen ausschließen.
Die Wissenschaftler interpretieren die Daten deshalb als Helium, das durch Röntgenstrahlung und extreme Ultraviolettstrahlung des Sterns aufgeheizt wird und aus der oberen Atmosphäre entweicht. Modellrechnungen ergeben für 2024 einen möglichen Masseverlust in der Größenordnung von etwa 200 bis 420 Millionen Gramm pro Sekunde. Dabei handelt es sich nicht um einen direkt gemessenen Wert, sondern um eine vom angenommenen Strahlungsspektrum des Sterns abhängige Modellschätzung.
Dass das Signal 2025 ausblieb, könnte nach Einschätzung des Teams auf Schwankungen der Sternstrahlung oder der Temperatur in der oberen Atmosphäre zurückgehen. Auch eine schwächere, unterhalb der Nachweisgrenze liegende Heliumflucht wäre möglich. Aus zwei Beobachtungsterminen lässt sich noch nicht bestimmen, wie häufig oder regelmäßig sich der Gasverlust verändert.
LHS 1140b besitzt nach den in der Studie verwendeten Messwerten etwa die 5,60-fache Erdmasse und den 1,73-fachen Erdradius. Er umkreist seinen Stern in 24,7 Tagen und erhält ungefähr 42 Prozent der Strahlungsenergie, die die Erde von der Sonne empfängt. Seine berechnete Gleichgewichtstemperatur beträgt bei angenommener vollständiger Wärmeabstrahlung und ohne berücksichtigten Treibhauseffekt 226 Kelvin, rund minus 47 Grad Celsius.
Der Zentralstern LHS 1140 ist ein vergleichsweise alter und ruhiger Roter Zwerg. Seine Entfernung beträgt 14,96 Parsec, umgerechnet etwa 48,8 Lichtjahre. Das System liegt astronomisch betrachtet in der näheren Umgebung der Sonne.
Masse und Radius sprechen für einen überwiegend festen Planeten, dessen geringe mittlere Dichte jedoch einen zusätzlichen Bestandteil erfordert. Frühere Untersuchungen diskutierten dafür entweder eine Atmosphäre oder einen hohen Wasseranteil. Modelle kamen auf einen möglichen Wasseranteil von 9 bis 19 Prozent der Planetenmasse. Dies ist eine mögliche Erklärung der Dichte, kein direkter Nachweis eines Ozeans.
Die neue Heliumsignatur sagt vor allem etwas über sehr hohe Atmosphärenschichten aus. Sie liefert noch keine direkte Information darüber, aus welchen Gasen die tiefere Atmosphäre besteht, wie hoch der Druck an der Oberfläche ist oder ob dort flüssiges Wasser existiert.
Das Team vermutet, dass die obere Atmosphäre heliumreich und wasserstoffarm sein könnte. Schwerere Stoffe wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff könnten dagegen in tieferen Schichten zurückbleiben. Auch dies ist eine modellgestützte Interpretation. Die Stoffe selbst wurden mit den aktuellen Beobachtungen nicht nachgewiesen.
Frühere Messungen mit dem James-Webb-Teleskop hatten ausgedehnte, wasserstoffreiche Atmosphären weitgehend ausgeschlossen. Sie ließen jedoch verschiedene Szenarien offen, darunter eine Atmosphäre aus schwereren Gasen, einen wasserreichen Planeten oder unter bestimmten Bedingungen auch eine Welt ohne deutlich nachweisbare tiefere Atmosphäre. Weitere Transits müssen zeigen, wie stabil die Heliumsignatur ist und welche Gase sich unterhalb der entweichenden oberen Schichten befinden.
Texte werden mit Unterstützung von KI-Tools erstellt und vor Veröffentlichung redaktionell geprüft. Mehr dazu