EXTRASOLARE PLANETEN
Ferne Welten aus Diamant?
von Ulrich Knittel
für astronews.com
27. April 2005

Bestehen manche Planeten ferner Sonnen teilweise aus reinem Diamant? Ja, meinen zwei amerikanische Forscher. Erdähnliche ferne Welten könnten nach ihren Berechnungen tatsächlich aus Kohlenstoffverbindungen aufgebaut sein. Und auch Jupiters Kern könnte nicht aus Eisen, sondern aus Kohlenstoffverbindungen bestehen.

Bestehen manche der Riesenplaneten um ferne Sonnen teilweise aus reinem Diamant? Hier ein künstlerische Darstellung des Systems um Gliese 876. Bild: NASA / G. Bacon

Ausgangspunkt der Überlegung der Forscher ist die Tatsache, dass die Materie, aus der nach gegenwärtig akzeptierten Vorstellungen die Planeten kondensierten, reichlich Kohlenstoffverbindungen enthielt. Dies belegen die kohligen Chondrite, die primitivste Gruppe unter den Meteoriten. Diese enthalten eine Reihe von Kohlenstoffverbindungen, die zumeist der organischen Chemie zugerechnet werden, die aber anorganisch entstanden sind.

Dies kann man beispielsweise daran erkennen, dass bestimmte biologisch entstandene organische Moleküle immer einen bestimmten Drehsinn haben - etwa rechtsdrehende Milchsäure im Yoghurt - während solche die anorganisch entstanden sind, beide Drehrichtungen aufweisen. In manchen Meteoriten finden sich zudem so genannte präsolare Partikel, Teilchen, die älter sind als das Sonnensystem und sich daher in anderen Sonnensystemen gebildet haben müssen. Und diese bestehen aus Diamant und Siliziumcarbid, einer Verbindung von Kohlenstoff und Silizium, die auf Grund ihrer Härte unter dem Namen Carborundum als Schleifmittel verwendet wird.

Marc Kuchner von der Princeton Universität in New Jersey und Sara Seager von der Carnegie Institution in Washington spekulierten nun, dass manche extrasolare Planeten vor allem aus Kohlenstoffverbindungen bestehen könnten - im Gegensatz zu den terrestrischen Planeten unseres Sonnesystems, die vorzugsweise aus Silikaten (Silizium-Verbindungen) aufgebaut sind.

Die beiden Wissenschaftler gingen bei ihren Untersuchungen von Überlegungen aus, die Katharina Lodders an der Washington Universität in St. Louis anstellte. Danach deutet die methanreiche Atmosphäre des Jupiter darauf hin, dass dieser Planet keinen Kern aus Eisen, sondern einen aus Kohlenstoffverbindungen besitzt. Lodders entwickelte auf dieser Basis ein Modell, demzufolge Kohlenstoffverbindungen im frühen Sonnensystem in einem Ring um die Sonne kondensierten und sich dort schließlich zum Kern des Planeten Jupiter zusammenballten.

Kuchner und Seager untersuchten nun, ob sich in anderen Sonnensystemen nicht nur Gasplaneten, sondern auch terrestrische Planeten aus Kohlenstoffverbindungen bilden könnten. Die Ergebnisse ihrer Berechnungen waren so ermutigend, dass sie weitere Überlegungen zur Zusammensetzung solcher Planeten anstellten. Danach könnte der Kern solcher Kohlenstoff-Planeten aus Siliziumcarbid oder Titancarbid bestehen.

Dieser Kern wäre mit einer dicken Schale aus Graphit und – sofern die erreichten Drücke hoch genug sind – aus Diamant umgeben. Die Oberfläche solcher Planeten würde dann vor allem aus teerartige Kohlenwasserstoffverbindungen bestehen, die man auch aus den kohligen Chondriten kennt. Und in größerer Tiefe würde sich dann fast zwangsweise Diamant bilden.

Ganz neu ist die Idee, dass es Riesendiamanten auf anderen Planeten gibt nicht: Bereits in dem Roman 2061 von A. C. Clarke, spielt ein von Jupiter auf den Mond Europa geschleuderter Riesendiamant eine entscheidende Rolle. Clarke bezog die Idee von Marvin Ross, der damals am Lawrence Livermore Laboratorium arbeitete und ausrechnete, dass sich in den Tiefen der Atmosphären der Gasgiganten Uranus und Neptun, bedingt durch die dort herrschenden hohen Drücke und Temperaturen, Diamanten bilden müssten, die auf den Eisen-Gesteins-Kern der Planeten herabsinken würden. Was Clarke dabei überraschte war, dass Ross diese Berechnungen nie für die Verhältnisse in der Jupiteratmosphäre anstellte.