Die neuesten Beobachtungen von Astronomen zeigen, dass die Elementzusammensetzung eines riesigen Exoplaneten namens WASP-189b in seiner Atmosphäre in hohem Maße mit der seines Muttersterns übereinstimmt, was den ersten direkten Beweis für eine Kernhypothese darüber liefert, wie Planeten entstehen und sich entwickeln. Diese Errungenschaft gilt als wichtiger Meilenstein auf dem Gebiet der Astrobiologie.
Zum ersten Mal entdeckte das Forschungsteam gleichzeitig gasförmiges Magnesium und Silizium in der Atmosphäre eines Exoplaneten und verglich damit das chemische Häufigkeitsverhältnis des Planeten und seines Muttersterns. Die Beobachtungen wurden vom Gemini South Telescope in Chile gemacht, das Teil des International Gemini Observatory ist, teilweise von der U.S. National Science Foundation (NSF) finanziert und von NOIRLab betrieben wird.
Der Zielplanet WASP-189b ist fast 320 Lichtjahre von der Erde entfernt und befindet sich im Sternbild Waage. Es handelt sich um eine Art Exoplanet, der als „ultraheißer Jupiter“ bekannt ist. Solche Planeten kreisen sehr nahe um ihre Sterne und ihre Oberflächentemperaturen sind hoch genug, um gesteinsbildende Elemente wie Magnesium (Mg), Silizium (Si) und Eisen (Fe) zu verdampfen. Sie bieten daher ideale Voraussetzungen für die Analyse der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre mithilfe hochauflösender Spektroskopietechniken.
Die Forschung wurde von Jorge Antonio Sanchez, Absolvent der Arizona State University, geleitet. Das Team nutzte das hochauflösende Infrarot-Bildgitterspektrometer IGRINS, das am Gemini South-Teleskop installiert ist, um präzise Messungen der Atmosphäre von WASP-189b durchzuführen. Instrumentelle Daten zeigen, dass das Verhältnis von Magnesium zu Silizium in der Atmosphäre des Planeten in hohem Maße mit dem seines Muttersterns übereinstimmt.
Dieses Ergebnis liefert die erste direkte Beobachtungsunterstützung für eine wichtige Schlussfolgerung, die in Planetenentstehungstheorien seit langem existiert: Planeten werden in protoplanetaren Scheiben um junge Sterne geboren. Das Gas und der Staub in der protoplanetaren Scheibe stammen aus derselben kollabierten interstellaren Wolke wie der Stern, daher sollten sich die beiden hinsichtlich der chemischen Gesamtzusammensetzung gegenseitig „spiegeln“. Zuvor beruhte diese „Zusammensetzung der Stern-Planeten-Zusammensetzung“ hauptsächlich auf indirekten Schlussfolgerungen zwischen den inneren Planeten und der Sonne und wurde im Exoplanetensystem noch nicht direkt bestätigt.
Sanchez wies darauf hin, dass WASP-189b einen wichtigen Beobachtungsanker für das Verständnis der Entstehung erdähnlicher Planeten darstellt. Durch die genaue Bestimmung der Verhältnisse der wichtigsten gesteinsbildenden Elemente zwischen einem Stern und seinen Planeten können Forscher Informationen über die Chemie eines Sterns zuverlässiger nutzen, um auf die Gesamtzusammensetzung des festen Materials zu schließen, das sich um den Stern herum gebildet hat, einschließlich potenzieller erdähnlicher Planeten.
Aus astrobiologischer Sicht ist dieser chemische Zusammenhang zwischen Sternen und Planeten von großer Bedeutung. Die Fülle an Elementen in einem Stern beeinflusst die Fülle und Verteilung von Gesteinsmaterial und flüchtigen Stoffen in der protoplanetaren Scheibe, was sich weiter auf die Fähigkeit des Planeten auswirkt, ein Magnetfeld aufrechtzuerhalten, die Plattentektonik voranzutreiben und durch Vulkane und geologische Kreisläufe kontinuierlich die für das Leben erforderlichen Chemikalien in die Atmosphäre, die Ozeane und den Boden freizusetzen. Durch die Analyse des chemischen Fingerabdrucks eines Sterns können Wissenschaftler hoffentlich eine erste Schätzung der potenziellen Bewohnbarkeit von Gesteinsplaneten in seinem Planetensystem abgeben.
Michael Line, Co-Autor der Arbeit und außerordentlicher Professor an der Arizona State University, sagte, die Studie zeige die Leistungsfähigkeit bodengestützter hochauflösender Spektrometer bei der Bestimmung wichtiger gesteinsbildender Elemente wie Magnesium und Silizium, die die Bausteine für den Aufbau felsiger erdähnlicher Planeten seien. Er glaubt, dass dieser technologische Fortschritt eine völlig neue Dimension für die Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten eröffnet.
Mit Blick auf die Zukunft erwartet das wissenschaftliche Forschungsteam, dass es durch die Durchführung hochauflösender Beobachtungen in einem größeren Wellenlängenbereich ein weiteres „Komponentenpanorama“ der Atmosphären von Exoplaneten, einschließlich WASP-189b, zeichnen kann. Dies wird Wissenschaftlern helfen, den gesamten Prozess der Geburt, Migration und Entwicklung von Planeten aus der protoplanetaren Scheibe systematischer zu verstehen und zu bewerten, ob verschiedene Planeten hinsichtlich ihrer physikalischen und chemischen Bedingungen das Potenzial haben, Leben zu unterstützen.
Relevante Forschungsergebnisse wurden im Februar 2026 in einer Fachzeitschrift unter dem Titel „A Stellar Magnesium to Silicon Ratio in the Atmosphäre eines Exoplaneten“ veröffentlicht, in denen die Bedeutung des stellaren Magnesium-zu-Silizium-Verhältnisses bei der Planetenentstehung und der Schlussfolgerung der inneren Struktur auf theoretischer und beobachtender Ebene weiter erörtert wurde.