EXTRASOLARE PLANETEN
Exotische Welt aus heißem Eis
von Stefan Deiters
astronews.com
18. Mai 2007

Ein Team von Astronomen hat am François-Xavier Bagnoud Observatorium in den Schweizer Alpen den Transit eines Neptun-großen Planeten beobachtet. Es ist der bislang kleinste extrasolare Transitplanet. Mit Hilfe der Beobachtungen konnten die Astronomen zudem Rückschlüsse auf die innere Struktur des Planeten ziehen: Sie vermuten, dass er überwiegend aus exotischem heißen Eis besteht.

Dank des beobachteten Transits konnten die Astronomen den Durchmesser des Planeten bestimmen und so Rückschlüsse auf seine Struktur ziehen. Bild: NASA, ESA und G. Bacon

Der Planet um den Roten Zwerg GJ 436 ist bereits seit 2004 bekannt und wurde zunächst mit der Radialgeschwindigkeitsmethode nachgewiesen, die nach dem "Wackeln" eines Sterns fahndet, dessen Ursache ein umlaufender Planeten ist. Mit dieser Methode wurden zwar in den vergangenen Jahren zahlreiche extrasolare Planeten aufgespürt, wie diese Welten aber aussehen, darüber konnten die Astronomen bislang nur spekulieren.  So wussten die Wissenschaftler auch über den 30 Lichtjahre entfernten Planeten um GJ 436 nicht mehr, als seine ungefähre Masse und dass er seine Sonne in einer Entfernung von etwa vier Millionen Kilometern umrundet.

Im April gelang dann aber eine entscheidende Beobachtung, die mehr über den Planeten GJ 436 b verraten hat, als über so manchen anderen extrasolaren Planeten bekannt ist: Astronomen am François-Xavier Bagnoud-Observatorium in den Schweizer Alpen registrierten einen Transit des Planeten, also eine fast unmerkliche Verdunklung des Sterns, als der Planet - von der Erde aus gesehen - vor ihm vorüberzog. Damit ist GJ 436 b der bislang masserärmste Planet, für den ein solcher Durchgang beobachtet wurde.

Dank der Transitbeobachtungen konnten die Astronomen den Durchmesser des fernen Planeten bestimmen: 50.000 Kilometer - etwa das Vierfache des Radius der Erde. Der Planet hat eine Masse von etwa 22 Erdmassen, weshalb die Wissenschaftler vermuten, dass GJ 436 b hauptsächlich aus einer exotischen Form von Wasser besteht. Bestünde er nämlich wie Jupiter und Saturn im Wesentlichen aus Wasserstoff, müsste er deutlich größer sein, würde es sich um eine "Super-Erde" handeln, wäre er deutlich kleiner.

"Das ist ein wichtiger Schritt, auf dem Weg hin zur Entdeckung und Charakterisierung von erdähnlichen Planeten", meint Michaël Gillon von den Universitäten in Lüttich und in Genf, der das Astronomenteam leitete. "Der Fund ist umso außergewöhnlicher, da das Observatorium, mit dem der Transit beobachtet wurde, eher populärwissenschaftliche Ziele verfolgt," so Brice-Olivier Demory von Observatorium in Genf, der dem wissenschaftlichen Komitee des François-Xavier Bagnoud-Observatoriums angehört.

Der neu entdeckte Planet könnte, so die Vermutung der Astronomen, eine Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium besitzen und einen felsigen Kern, der in etwa die Größe der Erde haben dürfte. Wegen der großen Nähe des Planeten zu seinem Zentralstern - GJ 436 b ist seiner Sonne 13-mal näher als unser sonnennächster Planet Merkur -  dürften auf der fernen Welt Temperaturen von über 300 Grad Celsius herrschen. Eventuell in der Atmosphäre vorhandenes Wasser könnte also nur in Dampfform existieren. 

Der überwiegende Anteil des Planeten aber dürfte aus einer exotischen Form von Wasser bestehen, einer Art heißem Eis. "Neben dem klassischen Eis, das wir alle kennen, hat Wasser mehrere feste Zustände", erläutert Frédéric Pont vom Observatorium in Genf. "Unter sehr hohem Druck verwandelt es sich zuerst in Flüssigkeit und dann in andere feste Zustände, die dichter als Wasser und Eis sind, genauso wie sich Kohlenstoff unter Druck in Diamant verwandelt. Wenn unsere Meere sehr viel tiefer wären, würden sich diese exotischen Eisformen auch auf dem Meeresgrund bilden."

GJ 436 b ist somit einer der wenigen extrasolaren Planeten, über die man etwas mehr weiß als nur ihre ungefähre Masse und den ungefähren Orbit. Die Tatsache, dass eine - wenn auch exotische - Eiswelt in so großer Nähe eines Sterns existieren kann, gibt Anlass zur Hoffnung, dass sich in anderen Systemen solche Welten in günstigerem Abstand zu ihrer Sonne befinden und somit wahre "Ozean-Welten" sind, auf denen man sich auch Leben vorstellen könnte. Für die Existenz von Leben ist GJ 436 b nämlich kein wirklich vielversprechender Kandidat.

Allerdings sind nicht alle Wissenschaftler mit den Schlussfolgerungen der Astronomen aus Genf und Lüttich einverstanden: Das sei schon eine begeisternde Entdeckung, zitiert etwa das britische Wissenschaftsmagazin New Scientist die Exoplaneten-Forscherin Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology im amerikanischen Cambridge. Es sei immerhin erstmals der Transit eines Planeten beobachtet worden, der kleiner ist als ein Gasriese. Damit würde eine neue Phase in der Erforschung extrasolarer Planeten beginnen. Doch die Struktur der fernen Welt hält die Forscherin für noch nicht abschließend geklärt: Zwar sei es möglich, dass GJ 436 b hauptsächlich aus Eis besteht, aber man könne sich auch noch andere Möglichkeiten vorstellen, wie etwa eine erdähnliche Welt mit einer sehr massereichen Atmosphäre, die gut zu den Daten passen würden.