EIN PLANET, DER SICH IN DAMPF VERWANDELT

Manche Gesteinsplaneten umkreisen ihren Stern so eng, dass ihre Oberfläche Temperaturen erreicht, bei denen Gestein verdampft. Ist der Planet klein genug, entweicht dieser Mineraldampf, breitet sich aus und kondensiert teilweise zu Staub. Von der Erde aus gesehen wirft ein solcher Planet beim Vorbeiziehen vor seinem Stern keinen sauberen runden Schatten: Das Sternlicht wird unregelmäßig und von Durchgang zu Durchgang unterschiedlich gedämpft, weil eine nachschleppende Staubwolke den Großteil der Abdeckung übernimmt. Das sind zerfallende Gesteinsplaneten. Nur eine Handvoll ist bekannt.

Bisher haben Astronomen vor allem Staub aus ihnen entweichen sehen. Dabei sagen Berechnungen voraus, dass der Dampf auch Atome und Moleküle enthält – Natrium, Siliziummonoxid, Magnesium, Eisen und vor allem Sauerstoff, einen Hauptbestandteil von Gestein. Suchen nach Natrium oder Calcium in solchen Systemen endeten meist mit Obergrenzen.

Ein Planet, der in 30 Stunden kreist

BD+05 4868 Ab umrundet einen hellen Zwergstern vom Typ K in 1,27 Tagen. Seine Durchgänge dämpfen den Stern um 0,8 bis 2 Prozent, mit einem kurzen Staubschweif vorne und einem viel längeren hinten. Laut der früheren Studie, auf der die Arbeit aufbaut, verliert er Staub mit etwa 2 × 10¹² Gramm pro Sekunde, und seine dem Stern zugewandte Oberfläche liegt bei etwa 1.820 Kelvin.

Suche nach Sauerstoff mit einem kleinen Teleskop

Kody Walker und James Wallace von der Indiana State University zielten auf einen präzisen Fingerabdruck des Sauerstoffs: ein Trio von Absorptionslinien nahe 7.774 Ångström, am roten Ende des sichtbaren Spektrums. Diese Linien gehen von einem angeregten Zustand des Sauerstoffatoms aus, den Hitze allein bei 1.820 Kelvin nicht besetzen kann – die Wahrscheinlichkeit liegt bei etwa 5 zu 10²⁶. Tauchen sie auf, muss etwas anderes die Atome anregen: Ultraviolettes Licht des Sterns schlägt Elektronen heraus, und Atome, die wieder eines einfangen, kaskadieren über diesen angeregten Zustand nach unten.

Ihr Instrument ist bescheiden: ein 43-Zentimeter-Teleskop am Leif Everson Observatory in Sturgeon Bay, Wisconsin, mit einem niedrig auflösenden Spektrografen. Er verwischt die drei Sauerstofflinien, nur 3,45 Ångström voneinander entfernt, zu einem einzigen 13 Ångström breiten Fleck. In acht Nächten zwischen Mai und Juli 2025 nahmen sie 24 Spektren während der Durchgänge des Staubschweifs auf und 73 außerhalb davon. Die Spektren wurden nach dem Bahnzeitpunkt sortiert, nicht nach ihrem Aussehen, und die Korrekturen für die Erdatmosphäre wurden berechnet, ohne den Sauerstoffbereich anzusehen. Photometrie von zwei weiteren Teleskopen bestätigte, dass der Planet zu dieser Zeit aktiv Staub verlor.

Eine Absenkung von 9 Prozent

Während der Durchgänge zeigt das Spektrum eine zusätzliche Absorption nahe 7.774 Ångström, die außerhalb davon fehlt: bis zu etwa 9 Prozent tief und so breit wie die Unschärfe des Instruments. Die Autoren betonen, dass die angegebene Unsicherheit ein Bereich ist, der vernünftige Analyseentscheidungen abdeckt, keine formale statistische Signifikanz.

Spektrum gemittelt während der Transits (a) und außerhalb davon (b); die schattierten Flächen zeigen die Unsicherheit. – Abbildung 3, Walker & Wallace (2026), arXiv:2610.04986.

Gas, das über den Staub hinausreicht

Ein einfaches Modell von Sauerstoffgas, das vom Stern beleuchtet wird, kann die Absenkung nachbilden: gleiche Stärke, gleiche Tiefe, gleiche Breite nach der Verwischung durch das Instrument. Nur eines von zehn Millionen Sauerstoffatomen muss sich im angeregten Zustand befinden. Doch das Gas muss sich weit über die dünne Staubschicht hinaus erstrecken und etwa ein Drittel der Sternscheibe bedecken; auf die Staubschicht beschränkt, bräuchte es absurde Mengen. In der repräsentativen Lösung würde der Planet etwa fünfmal mehr Gas als Staub verlieren – eine Zahl, die die Autoren als modellabhängig bezeichnen, nicht als Messung.

Der Stern könnte der Hochstapler sein

Die Autoren behalten die Bezeichnung „Kandidat” bei. Der Stern selbst besitzt diese Sauerstofflinien, und ihre Form variiert über seine Scheibe. Wenn der Staubschweif einen Teil dieser Scheibe verdeckt, könnte der Vergleich zwischen Spektren innerhalb und außerhalb der Transits eine Absenkung zeigen, auch ohne jeden planetaren Sauerstoff. Bei dieser Auflösung lassen sich beide nicht unterscheiden. Eine Verunreinigung durch die Erdatmosphäre halten sie für weniger wahrscheinlich, aber nicht für völlig ausgeschlossen.

Schärfere Spektren gibt es bereits

Der Test ist bereits in Reichweite: Sieben hochaufgelöste Spektren des Sterns, aufgenommen von einem früheren Team mit dem 3,5-Meter-Teleskop WIYN, trennen die drei Linien sauber. Ein planetares Signal sollte mit der Bahn des Planeten kommen und gehen; die Linien des Sterns sollten das nicht. Bestätigt sich das, wäre es die erste Verbindung zwischen dem Staub und dem atomaren Gas eines Planeten, der verdampft.