Supererden: Keine Chance in großer Nähe zum Stern

astronews.com Redaktion

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Führt die Strahlung eines Sterns tatsächlich dazu, dass Supererden in zu großer Nähe ihre Atmosphäre verlieren? Bislang ließ sich diese Vermutung nicht mit Daten beweisen. Nun haben Astronomen Beobachtungen des Weltraumteleskops Kepler genutzt, um gezielt die Bedingungen in Sternsystemen zu untersuchen, in denen es eine Supererde gibt. *(19. April 2016)

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SFF-TWRiker

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Wenn ein Planet von einem Stern wie der Sonne das 650fache an Strahlung erhält, dann wäre er in einem Abstand von 1/25 AU, bei einem Zwergstern noch viel näher.
Die Spekulation über eine Atmosphäre eines Planeten in einem Sternenabstand 3 bis 10 Mio km erscheint mir doch relativ akademisch.

Ein ähnliches System wie im link wäre z.B. Gliese 832 mit der Supererde 832 C oder einem noch hypothetischen Erd(Masse-)ähnlichen Planeten 832 D in 0,16 bzw 0,3 AU Abstand vom roten Zwergstern.
 

Bynaus

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Die Spekulation über eine Atmosphäre eines Planeten in einem Sternenabstand 3 bis 10 Mio km erscheint mir doch relativ akademisch.

Ist sie auch. :) Ich nehme an, was du sagen willst, ist: "is ja eh klar dass die keine Atmosphäre haben, ne?" So klar ist es eben nicht - und was heisst eigentlich genau "die" und "keine Atmosphäre"? Denn es gibt durchaus Gasriesen mit grösseren Radien in dieser Entfernung, die ihre Atmosphäre als halten können (etwa 51 Pegasi b). Wie sich nun erstmals statistisch gesichert zeigt gibt es in dieser Entfernung keinen allmählichen Übergang von Fels- zu Gasplaneten mehr, sondern eine ganz scharfe Trennung: Felsobjekte mit bis zu ca. 2.2 Erdradien, und Gasobjekte mit mehr als 3.8 Erdradien. Diese scharfe Trennung hält an, bis die Eintragsleistung des Sterns auf unter 650 Mal die Solarkonstante fällt. Woher kommen diese Zahlen? Was bedeuten sie genau, was können sie uns über die involvierten physikalischen Prozesse sagen? Das wissen wir alles nicht. Aber dank der Arbeit wissen wir jetzt, dass es da etwas gibt, was wir nicht wissen. Dass es da etwas zu verstehen gibt.
 

Bynaus

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@Bernard: ja, diese Möglichkeit habe ich mit meinem ersten Satz auch eingeräumt... Aber ich glaube nicht, dass SFF-TWRiker das gemeint hat. Aber vielleicht erklärt er uns das mal noch selber...
 

SFF-TWRiker

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Das Gasriesen in Sternennähe ihre Atmosphäre halten können ist für mich nicht verwunderlich. Die Hot Jupiters waren ja die erste große Gruppe der entdeckten Exoplaneten.
Was mir auch in dem Eröffnungsbeitrag nicht so klar wurde, ist, ob da klar unterschieden wird mit Supererden mit bis zu rund vierfachen Erdradius als Gesteinsplaneten, oder ob das auch in diesem Beitrag Hot Neptuns wären.
Es fehlt da ja auch eine Angabe der Masse, die ausreichen würde, um bei dieser Strahlungsmenge eine Atmosphäre halten zu können.
Da wäre dann z.B. die Frage, ob von Neptun als einem Cis-Merkur in dieser Umgebung nur noch ein Gesteinsplanet übrig bliebe, wobei es dann natürlich auch auf den Stern ankommt und ob der Planet eine gebundene Rotation hat ...
Dann ist auch noch die Frage, warum ausgerechnet die 650-fache Strahlungsmenge hier angegeben wurde. Ist das ein besonderer Grenzwert? Wenn ja, sehe ich da keine qualitative Begründung.
 

Bynaus

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Was mir auch in dem Eröffnungsbeitrag nicht so klar wurde, ist, ob da klar unterschieden wird mit Supererden mit bis zu rund vierfachen Erdradius als Gesteinsplaneten, oder ob das auch in diesem Beitrag Hot Neptuns wären.

Man könnte die Resultate so deuten, dass es keine so grossen Gesteinsplaneten gibt. Aber bei einem Skalenfaktor von 0.27 (wie man ihn für Gesteinsplaneten annimmt) hätte ein Gesteinsplanet mit 4 Erdradien eine Masse von rund 170 Erdmassen, also mehr als Saturn! Praktisch alle Planeten mit mehr als ca. 1.5 (vielleicht auch bis zu 2.0) Erdradien sind Neptune.

Da wäre dann z.B. die Frage, ob von Neptun als einem Cis-Merkur in dieser Umgebung nur noch ein Gesteinsplanet übrig bliebe, wobei es dann natürlich auch auf den Stern ankommt und ob der Planet eine gebundene Rotation hat ...

Genau das hat man in diesem Paper versucht festzustellen - mit dem Ergebnis, dass alle Planeten mit Radien zwischen 2.2 und 3.8 Erdradien, die man sonst beobachtet, hier fehlen. Die Interpretation ist wohl, dass die massivsten Gesteinsplaneten bzw., in diesem Fall, "Kerne" einen Durchmesser von 2.2 Erdradien haben (~18.5 Erdmassen). Aber ab 3.8 Erdradien hat ein Neptun dann wieder genügend Masse, so dass er seine Atmosphäre in dieser Entfernung doch halten kann.

Dann ist auch noch die Frage, warum ausgerechnet die 650-fache Strahlungsmenge hier angegeben wurde. Ist das ein besonderer Grenzwert? Wenn ja, sehe ich da keine qualitative Begründung.

Das ist momentan einfach eine Beobachtung, keine Angabe. Bei weniger als der 650-fachen Solarkonstante fällt die "Lücke" wieder weg. Das heisst, darunter verlieren Supererden/Subneptune ihre Atmosphären nicht mehr.
 

SFF-TWRiker

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Da stellen sich dann wieder weitere Fragen:
Wieviel Gesteinsmasse kann es in Sternensystemen überhaupt geben und wäre so ein Gesteinsbrocken von ca 100 Erdmassen überhaupt möglich?

So ein Brocken von 2,2 Erdradien oder fast 20 Erdmassen wäre dann ja ein noch massiveres Objekt als der legendäre Vulkan aus Star Trek. Tiere wären da sicher flach wie Mäuse, wohl mit Exoskeletten.

Das Fehlen von Beobachtungen,bzw die beobachteten Daten sind dann auch wieder nur eine geringe statistische Basis von erst gut 2000 Exoplaneten oder 5000 Kandidaten.

Was Gasplaneten betrifft wird man dann wohl bis ca 2022 auf die Daten von GAIA warten müssen, wenn wohl Zehntausende dieser Riesen entdeckt wurden.
 

Bynaus

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Man hat bisher noch keinen Gesteinsplaneten mit 100 Erdmassen gefunden. Wobei es glaube ich zumindest einen Hot Jupiter gibt, des so kompakt ist, dass er einen Gesteinskern von 70 Erdmassen haben muss.

Der grösste bekannte Felsplanet hat ca. 16 Erdmassen und den etwas mehr als doppelten Durchmesser der Erde. Das entspricht knapp 4 Ge an der Oberfläche.

Die Statistik ist gut. Da sollten dutzende von Planeten sein, die da nicht sind. Die Chance, dass das alles nur Zufall ist, ist gemäss dem Paper sehr klein.
 
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