Das Innere von Exoplaneten im Visier
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Rostock astronews.com
2. Februar 2017
Man kennt inzwischen zwar Tausende extrasolare Planeten,
doch über ihre genauen Eigenschaften weiß man nur sehr wenig. Das gilt
insbesondere auch für das Innere der fernen Welten. In einem neuen Projekt
wollen Wissenschaftler nun mehr darüber herausfinden - durch Theorie,
Modellierung und Experiment. Ausgangspunkt sind dabei die Planeten in unserem
Sonnensystem.
Im Inneren von extrasolaren Planeten wie
Corot-7b (hier eine künstlerische Darstellung)
dürften extreme Bedingungen herrschen.
Bild: ESO/L. Calçada [Großansicht] |
Mithilfe von Teleskopen auf der Erde und im Weltall sind seit 1996 bereits
mehrere tausend Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt worden. Die
Beobachtungsdaten wie Masse, Radius und Abstand zum Zentralstern geben jedoch
nur wenige Details über den Aufbau und die Entstehung dieser Exoplaneten preis.
Die Forschergruppe "Materie im Inneren von Planeten" unter Leitung der
Universität Rostock, an der auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von
der Universität Bayreuth, vom Forschungszentrum DESY in Hamburg, vom
Röntgenlaser European XFEL in Schenefeld sowie vom DLR-Institut für
Planetenforschung in Berlin beteiligt sind, will deshalb im Rahmen eines von der
Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts mehr über diese
Planeten herausfinden.
Ausgehend von den Planeten unseres eigenen Sonnensystems wollen die Forscher
Rückschlüsse auf Exoplaneten ziehen und dazu entsprechende Methoden entwickeln.
Ihre interdisziplinäre Zusammenarbeit umfasst Theorie, Modellierung und
Experimente. Dazu zählt auch die experimentelle Untersuchung von extremen
Zuständen der Materie, wie sie im Inneren von Planeten vorkommen. Die DFG
fördert das Projekt zunächst für drei Jahre mit einer Fördersumme von etwa zwei
Millionen Euro.
"Eine Stärke unseres Antrags ist es, dass er Theorie, Modellierung und
Experimente kombiniert, um den Aufbau und die Entwicklung von Planeten innerhalb
und außerhalb unseres Sonnensystems zu erforschen", erklärt Prof. Ronald Redmer
von der Universität Rostock und Sprecher der Forschergruppe. Außerdem sollen die
Erkenntnisse bei der Auswertung von Beobachtungsdaten aus Satellitenmissionen
verwendet werden.
Mit dem Kepler-Weltraumteleskop wurden besonders viele Planeten im
Bereich zwischen einer und zwanzig Erdmassen auf kurzen Umlaufbahnen um
sonnenähnliche Sterne entdeckt. Man unterscheidet sogenannte Supererden mit bis
zu zehn Erdmassen und Dichten ähnlich der Erde sowie neptunähnliche Planeten,
die eine ähnliche Dichte wie der Planet Neptun in unserem Sonnensystem haben.
Neptun hat einen festen Kern, den ein Mantel aus flüssigem Wasser, Ammoniak und
Methan sowie eine Atmosphäre aus Wasserstoff, Helium und Methan umgeben. Im
Inneren all dieser Planetentypen herrscht ein Druck, der um ein Mehrfaches höher
sein kann als im Erdinnern und Temperaturen von mehreren Tausend Grad Celsius.
Die Forscher wollen nun herausfinden, wie sich die Hauptbestandteile der
Planeten – etwa Magnesiumoxid und Silikate für Supererden sowie Wasser, Methan
und Ammoniak für Neptune – unter diesen Bedingungen verhalten. An der
Universität Rostock werden dazu theoretische Vorhersagen zum Verhalten von
Materie unter den extremen Bedingungen im Inneren von Planeten gemacht.
"Für diese aufwendigen Rechnungen nutzen wir Supercomputer in Berlin und
Hannover und die Infrastruktur am ITMZ in Rostock", erklärt Dr. Martin French
von der Universität Rostock. "Das Verhalten von
Wasser-Methan-Ammoniak-Mischungen unter hohem Druck birgt noch viele Rätsel, von
denen wir einige durch die gemeinsame Arbeit lösen wollen, um verbesserte
Modelle für das Innere von neptunähnlichen Planeten zu entwickeln" sagt Dr.
Nadine Nettelmann, neben Redmer und French die dritte Teilprojektleiterin an der
Universität Rostock.
Wesentliche Vorarbeiten für das Projekt wurden im Rahmen des
Sonderforschungsbereichs 652 in Rostock gemacht, der noch bis zum 30. Juni 2017
ebenfalls von der DFG gefördert wird.
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Ferne Welten - die
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