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Das Innere von erdähnlichen Planeten
von Stefan Deiters
astronews.com
9. Februar 2016
Kann man eigentlich davon ausgehen, dass erdähnliche
Gesteinsplaneten um andere Sonnen auch einen ähnlichen inneren Aufbau wie die
Erde haben? Wissenschaftler haben sich dieser Frage nun angenommen und sind zu
einem eindeutigen Ergebnis gekommen: Ja. Das Innere von erdähnlichen Planeten
sollte dem der Erde sehr ähnlich sein.
Vergleich des inneren Aufbaus der Erde
(links) mit der von Kepler-93b, einem
Gesteinsplaneten mit der vierfachen Masse und dem
1,5-fachen Durchmesser.
Bild: M. Weiss / CfA [Großansicht] |
Schon in der Schule erfährt man heute, wie die Erde grundsätzlich aufgebaut ist:
Unter einer dünnen Kruste befindet sich der dicke Mantel und im Zentrum der
große Erdkern, der ungefähr die Größe des Planeten Mars hat. Doch ist dieser
Aufbau etwas Besonderes oder ist er für erdähnliche Planeten der Normalfall? Dürfte man
also auch bei erdähnlichen Gesteinsplaneten um andere Sonnen vermuten, dass sie Kern, Mantel und dünne
Kruste aufweisen?
"Wir wollten herausfinden, wie erdähnlich diese Gesteinsplaneten sind",
erläutert Li Zeng vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Und es hat
sich herausgestellt: Sehr erdähnlich."
Zeng und seine Kollegen verwendeten ein Computermodell, das sonst zur Beschreibung des
Erdinneren verwendet wird und änderten einige Parameter, um so das Innere von sechs extrasolaren
Gesteinsplaneten zu simulieren, deren Größe und Masse relativ genau bekannt
sind.
Dabei stellten sie fest, dass diese Planeten, trotz ihrer Unterschiede von der
Erde, alle einen Kern aus Nickel und Eisen haben sollten, der rund 30 Prozent
der Planetenmasse ausmacht, was auch die Größenordnung des Erdkerns ist. Alle
Planeten sollten zudem über Mantel und Kruste verfügen.
"Wir verstehen die Struktur des Erdinneren gerade einmal seit 100 Jahren", so
Zeng. "Jetzt können wir auch die Struktur von Planeten um andere Sterne
berechnen, obwohl wir diese nicht besuchen können." Mit dem Modell lassen sich
aber auch kleinere Objekte wie Monde oder Zwergplaneten simulieren. Durch Eingabe von
Masse und Größe von Pluto ergab sich beispielsweise, dass der Zwergplanet zu
einem Drittel aus Eis bestehen sollte.
Eine der Grundannahmen des Modells für extrasolare Gesteinsplaneten ist, dass
sich die elementare Zusammensetzung der fernen Planeten nicht dramatisch von der der Erde
unterscheidet. Messung der Häufigkeiten von Elementen wie Eisen, Magnesium,
Silizium und Sauerstoff in nahegelegenen Sternsystemen deuten aber darauf hin,
dass dies eine vernünftige Annahme ist.
Anders könnte es bei Planeten in
Bereichen der Galaxie aussehen, in denen sich die Häufigkeit schwererer Elemente
deutlich von den Bedingungen in unserer Nachbarschaft unterscheidet. Diese Frage
wollen die Wissenschaftler in künftigen Untersuchungen betrachten.
Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.
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