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Super-Erde mit dicker Atmosphäre entdeckt
von Stefan Deiters
astronews.com
16. Dezember 2009
Astronomen haben jetzt eine zweite sogenannte Super-Erde
entdeckt, für die sie Masse und Radius bestimmen konnten. Damit sind Aussagen
über die Struktur der fernen Welt möglich. Der Planet GJ1214b in nur 40
Lichtjahren Entfernung ist außerdem der erste Exoplanet dieser Größe, bei dem
eine Atmosphäre nachgewiesen werden konnte. Leben wie wir es kennen, dürfte hier
allerdings nicht möglich sein.
Dank der Transitbeobachtungen konnten
Astronomen von GJ1214b Masse und Radius
bestimmen.
Bild: ESO/L. Calçada |
Zum zweiten Mal ist es Astronomen gelungen, eine sogenannte
Super-Erde zu entdecken, die von der Erde aus betrachtet, vor ihrer Sonne
vorüberzieht. Ein solcher Transit verrät den Wissenschaftlern einiges über die
Struktur der fernen Welt. Der jetzt entdeckte Planet um den massearmen Stern
GJ1214 hat etwa die sechsfache Masse der Erde und den 2,7-fachen Radius. Er
liegt von der Größe her damit zwischen Erde und den Gasplaneten Uranus und
Neptun. Die Wissenschaftler berichten in der morgen erscheinenden Ausgabe der
Fachzeitschrift Nature über ihren
Fund.
Schon einmal war es zuvor gelungen, mit dem Weltraumteleskop CoRoT den
Transit einer sogenannten Supererde zu entdecken (astronews.com berichtete).
Dieser Planet, CoRoT-7b, hatte eine vergleichbare Masse wie GJ1214b, dürfte sich
aber vom Aufbau her deutlich von diesem unterscheiden. CoRoT-7b verfügt
vermutlich über einen Gesteinskern und ist von heißer Lava bedeckt. GJ1214b
besteht vermutlich zu drei Vierteln aus Wassereis und sonst aus Eisen und
Silizium.
GJ1214b umrundet seine Sonne einmal in 38 Stunden und ist von dem Stern nur
zwei Millionen Kilometer entfernt. Der Planet ist seinem Zentralstern damit etwa
70-mal näher als die Erde unserer Sonne. "In dieser Nähe zum Zentralstern müssen
auf der Oberfläche Temperaturen von rund 200 Grad Celsius herrschen. Für Wasser
in seiner flüssigen Form ist es also viel zu heiß", so David Charbonneau vom
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der Erstautor des Fachartikels
über die Entdeckung. Als die Astronomen den ermittelten Radius mit theoretischen Modellen von
Planeten verglichen, bemerkten sie zudem, dass der Radius nicht recht mit den
theoretisch vorhergesagten Werten übereinstimmte. Es war also nicht der massive
Körper des Planeten allein, der das Licht der fernen Sonne verdunkelte, sondern
zusätzlich noch eine 200 Kilometer dicke Atmosphäre. "Diese Atmosphäre ist
deutlich dicker als die auf der Erde. Der hohe Druck und das Fehlen von Licht
dürfte Leben wie wir es kennen unmöglich machen", so Charbonneau. "Die
Verhältnisse dort sind allerdings äußerst interessant, da sie vielleicht einige
komplexe chemische Reaktionen möglich machen."
"Der Planet ist einfach zu heiß, um die Atmosphäre schon längere Zeit
besitzen zu können", ergänzt Xavier Bonfils von der Université Joseph
Fourier in Grenoble. "GJ1214b ist damit die erste Gelegenheit eine neu
entstandene Atmosphäre auf einem Planeten zu studieren, der einen anderen Stern
umkreist. Da uns der Planet so nahe ist, können wir das sogar mit heute
vorhandenen Instrumenten bewerkstelligen."
Der Planet war zunächst vom MEarth-Projekt entdeckt worden, das mit
Hilfe von acht kleinen Teleskopen rund 2.000 massearme Sterne beobachtet und bei
ihnen nach Transits von Planeten fahndet. Um wirklich zu bestätigen, dass es
sich bei GJ1214b um einen Planeten handelt und um seine genaue Masse zu
ermitteln, wurden dann Beobachtungen mit dem Spektrographen HARPS am 3,6
Meter-Teleskop der ESO in La Silla gemacht. "Dies ist die zweite Super-Erde für
die Masse und Radius bestimmt werden konnten, woraus man auf Dichte und innere
Struktur schließen kann", so Co-Autor Stephane Udry von der Universität in Genf.
"In beiden Fällen war HARPS zur Charakterisierung des Planeten von
entscheidender Bedeutung."
"Der Unterschied zwischen den beiden Planeten ist auch für die Suche nach
bewohnbaren Welten wichtig", glaubt Charbonneau. Sollten Super-Erden nämlich in
der Regel von dicken Atmosphären umgeben sein, wie sie GJ1214b aufweist, dürfte
sich dort kaum Leben wie wir es kennen entwickelt haben.
Super-Erde wurden, dank verfeinerten Methoden, in letzter Zeit immer häufiger
entdeckt. Erst am Montag hatten amerikanische Astronomen den Fund von mindestens
sechs Planeten mit vergleichsweise niedriger Masse bekannt gegeben. Die Forscher
hatten das Keck-Teleskop auf Hawaii benutzt und um dem 28 Lichtjahre
entfernten Stern 61 Virginis mindestens drei Planeten mit Massen zwischen fünf
und 25 Erdmassen entdeckt. Sie umkreisen den Stern in vier, 38 und 124 Tagen. 61
Virginis gilt als einer der sonnenähnlichsten Sterne überhaupt in unserer
Nachbarschaft.
Auch um den sonnenähnlichen Stern HD 1461 in 76 Lichtjahren Entfernung konnte
das Team einen Planeten mit der 7,5-fachen Masse der Erde aufspüren. Zwei
weitere Planeten werden in dem System vermutet. Im Gegensatz zu dem heute von
der ESO veröffentlichten Planetenfund lässt sich bei diesen Welten allerdings
bislang nichts über die Struktur der Planeten aussagen.
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