Wasserplaneten und "heiße Erden"
von
Hans Zekl
für
astronews.com
12. September 2006
Amerikanische Forscher vermuten, dass sich in etwa einem
Drittel aller fremden Sonnensystemen mit massereichen Planeten auf engen
Umlaufbahnen auch erdähnliche Planeten in der bewohnbaren Zone befinden. Das
ergaben Simulationsrechnung zur Entstehung von Planetensystemen.
So stellt sich ein Künstler einen von einem
Ozean überdeckten Planeten in einem System mit einem heißen
Jupiter vor. Bild: Nahks Tr'Enhl / University of Colorado
at Boulder |
Rund 200 Planeten in fremden Sonnensystemen wurden bislang aufgespürt. In
rund 40 Prozent aller Fälle befindet sich darin ein massereicher Riesenplanet
auf einer engen Umlaufbahn um die Zentralsonne, ein "heißer Jupiter". Bisher
gingen Astronomen davon aus, dass sich in solchen Systemen keine kleineren
Planeten bilden könnten. Die Modelle lassen nämlich vermuten, dass diese
Planeten ursprünglich in weit größeren Abständen entstanden und dann erst später
auf ihre jetzige und enge Bahn gelangten. Bei dieser Wanderung sammelten sie
weiter Material auf oder schleuderten es aus dem System heraus, wodurch die
Entstehung erdähnlicher Planeten unterdrückt wird.
Doch konnten nun Sean Raymond von der University of Colorado, Boulder,
Avi Mandell von der Pennsylvania State University und Steinn Sigurdsonn
vom Goddard Center der NASA in einer jetzt im Wissenschaftsmagazin
Science veröffentlichten Arbeit zeigen, dass sich die Störungen bei der
Wanderung in den Zentralbereich gänzlich anders auswirken. Das Material in den
betroffenen Bereichen wird vielmehr dazu gebracht, sich zu größeren Objekten zu
verbinden, die schließlich zu erdähnliche Planeten anwachsen. Diese befinden
sich sogar in der bewohnbaren Zonen, in der Wasser in flüssiger Form vorkommen
kann. Erste Anzeichen für diesen Effekt fand Sean Raymond schon früher, während
er an seiner Doktorarbeit forschte (astronews.com berichtete).
Die neuen Modellrechnungen festigten nun das Bild. Dazu verfolgten die
Wissenschaftler die Wanderung eines jupitergroßen Planeten durch eine
protoplanetare Scheibe mit der 17-fachen Erdmasse, die sich in einer Entfernung
von 0,25 bis 10 astronomischen Einheiten (AE) vom Stern ausdehnte. Die Erde
wandert in einem Abstand von einer astronomischen Einheit um die Sonne. In der
Scheibe wurden 1.000 mondgroße Brocken aus Eis und Steinen angenommen.
Die Simulationen überdecken einen Zeitraum von 200 Millionen Jahren. In den
ersten 100.000 Jahren wandert der Riesenplaneten von einer Bahn mit einem Radius
von 5 AE bis auf 0,25 AE an den Zentralstern heran, wo er als "heißer Jupiter"
zur Ruhe kommt. Damit hält er sich näher an seiner Sonne auf als Merkur an
unserer. In etwa einem Drittel aller Fälle entstand ein erdähnlicher Planet
ähnlich wie die Erde in der bewohnbaren Zonen zwischen 0,8 bis 1,5 AE, in der
Leben, wie wir es kennen, möglich ist.
Doch sollten diese Planeten wesentlich mehr Wasser enthalten: Mehrere tausend
Meter tiefe Ozeane überziehen ihre gesamte Oberfläche. In einigen Fällen
entstanden aber auch "heiße Erden" innerhalb der Bahn des heißen Riesen.
Tatsächlich wurde 2005 ein Planet doppelt so groß wie die Erde auf einer Bahn
entdeckt, die nur einen Radius von etwa 3,7 Millionen Kilometer besitzt.
"Zukünftige Weltraumteleskope wie Kepler und Terrestrial Planet
Finder der NASA oder COROT und Darwin von der ESA werden
erdähnliche Planeten um andere Sonnen entdecken und untersuchen," schreiben die
Autoren in Science. "Wir prognostizieren, dass ein beträchtlicher Teil
dieser Systeme mit Riesenplaneten auf engen Bahnen heiße Erden oder prinzipiell
bewohnbare, wasserreiche Planeten auf stabilen Umlaufbahnen in der bewohnbaren
Zone haben werden."
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