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EXTRASOLARE PLANETEN
Das Innere von erdähnlichen Planeten
von Stefan Deiters
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9. Februar 2016

Kann man eigentlich davon ausgehen, dass erdähnliche Gesteinsplaneten um andere Sonnen auch einen ähnlichen inneren Aufbau wie die Erde haben? Wissenschaftler haben sich dieser Frage nun angenommen und sind zu einem eindeutigen Ergebnis gekommen: Ja. Das Innere von erdähnlichen Planeten sollte dem der Erde sehr ähnlich sein.

Innerer Aufbau

Vergleich des inneren Aufbaus der Erde (links) mit der von Kepler-93b, einem Gesteinsplaneten mit der vierfachen Masse und dem 1,5-fachen Durchmesser. Bild: M. Weiss / CfA [Großansicht]

Schon in der Schule erfährt man heute, wie die Erde grundsätzlich aufgebaut ist: Unter einer dünnen Kruste befindet sich der dicke Mantel und im Zentrum der große Erdkern, der ungefähr die Größe des Planeten Mars hat. Doch ist dieser Aufbau etwas Besonderes oder ist er für erdähnliche Planeten der Normalfall? Dürfte man also auch bei erdähnlichen Gesteinsplaneten um andere Sonnen vermuten, dass sie Kern, Mantel und dünne Kruste aufweisen?

"Wir wollten herausfinden, wie erdähnlich diese Gesteinsplaneten sind", erläutert Li Zeng vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Und es hat sich herausgestellt: Sehr erdähnlich." Zeng und seine Kollegen verwendeten ein Computermodell, das sonst zur Beschreibung des Erdinneren verwendet wird und änderten einige Parameter, um so das Innere von sechs extrasolaren Gesteinsplaneten zu simulieren, deren Größe und Masse relativ genau bekannt sind.

Dabei stellten sie fest, dass diese Planeten, trotz ihrer Unterschiede von der Erde, alle einen Kern aus Nickel und Eisen haben sollten, der rund 30 Prozent der Planetenmasse ausmacht, was auch die Größenordnung des Erdkerns ist. Alle Planeten sollten zudem über Mantel und Kruste verfügen.

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"Wir verstehen die Struktur des Erdinneren gerade einmal seit 100 Jahren", so Zeng. "Jetzt können wir auch die Struktur von Planeten um andere Sterne berechnen, obwohl wir diese nicht besuchen können." Mit dem Modell lassen sich aber auch kleinere Objekte wie Monde oder Zwergplaneten simulieren. Durch Eingabe von Masse und Größe von Pluto ergab sich beispielsweise, dass der Zwergplanet zu einem Drittel aus Eis bestehen sollte.

Eine der Grundannahmen des Modells für extrasolare Gesteinsplaneten ist, dass sich die elementare Zusammensetzung der fernen Planeten nicht dramatisch von der der Erde unterscheidet. Messung der Häufigkeiten von Elementen wie Eisen, Magnesium, Silizium und Sauerstoff in nahegelegenen Sternsystemen deuten aber darauf hin, dass dies eine vernünftige Annahme ist.

Anders könnte es bei Planeten in Bereichen der Galaxie aussehen, in denen sich die Häufigkeit schwererer Elemente deutlich von den Bedingungen in unserer Nachbarschaft unterscheidet. Diese Frage wollen die Wissenschaftler in künftigen Untersuchungen betrachten.

Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.

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siehe auch
Kepler-78b: Der erste erdgroße Gesteinsplanet - 31. Oktober 2013
Kepler: Erster Gesteinsplanet entdeckt - 11. Januar 2011
Ferne Welten - die astronews.com-Berichterstattung über die Suche nach fernen Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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